V zadnjih letih so motorji s trajnim magnetom z direktnim pogonom dosegli znaten napredek in se uporabljajo predvsem pri obremenitvah z nizko hitrostjo, kot so tračni transporterji, mešalniki, stroji za vlečenje žice in črpalke z nizko hitrostjo, ter nadomeščajo elektromehanske sisteme, sestavljene iz visokohitrostnih motorjev in mehanskih redukcijskih mehanizmov. Območje hitrosti motorja je običajno pod 500 vrt/min. Motorje s trajnim magnetom z direktnim pogonom lahko v glavnem razdelimo na dve strukturni obliki: zunanji rotor in notranji rotor. Direktni pogon s trajnim magnetom z zunanjim rotorjem se uporablja predvsem v tračnih transporterjih.
Pri načrtovanju in uporabi motorjev s trajnimi magneti in direktnim pogonom je treba upoštevati, da direktni pogon s trajnimi magneti ni primeren za posebej nizke izhodne hitrosti. Ko je večina obremenitev znotraj5Če vetrne turbine z direktnim pogonom poganja motor z 0 vrt/min, bo, če moč ostane konstantna, to povzročilo velik navor, kar bo povzročilo visoke stroške motorja in zmanjšano učinkovitost. Pri določanju moči in hitrosti je treba primerjati ekonomsko učinkovitost kombinacije direktnih pogonskih motorjev, motorjev z višjo hitrostjo in zobnikov (ali drugih mehanskih struktur za povečanje in zmanjšanje hitrosti). Trenutno vetrne turbine z močjo nad 15 MW in pod 10 vrt/min postopoma uvajajo shemo poldirektnega pogona, pri čemer se z uporabo zobnikov ustrezno poveča hitrost motorja, zmanjšajo stroški motorja in na koncu znižajo stroški sistema. Enako velja za elektromotorje. Zato je treba pri hitrosti pod 100 vrt/min skrbno pretehtati ekonomske vidike in izbrati shemo poldirektnega pogona.
Motorji s trajnimi magneti z direktnim pogonom običajno uporabljajo površinsko nameščene rotorje s trajnimi magneti za povečanje gostote navora in zmanjšanje porabe materiala. Zaradi nizke hitrosti vrtenja in majhne centrifugalne sile ni potrebno uporabljati vgrajene strukture rotorja s trajnimi magneti. Za pritrditev in zaščito trajnega magneta rotorja se običajno uporabljajo tlačne palice, tulci iz nerjavečega jekla in zaščitni tulci iz steklenih vlaken. Vendar pa nekateri motorji z visokimi zahtevami glede zanesljivosti, relativno majhnim številom polov ali visokimi vibracijami prav tako uporabljajo vgrajene strukture rotorja s trajnimi magneti.
Nizkohitrostni direktni pogonski motor poganja frekvenčni pretvornik. Ko število polov doseže zgornjo mejo, nadaljnje zmanjšanje hitrosti povzroči nižjo frekvenco. Ko je frekvenca frekvenčnega pretvornika nizka, se delovni cikel PWM zmanjša in valovna oblika je slaba, kar lahko povzroči nihanja in nestabilno hitrost. Zato je krmiljenje zlasti nizkohitrostnih direktnih pogonskih motorjev precej težavno. Trenutno nekateri ultra nizkohitrostni motorji uporabljajo shemo modulacije magnetnega polja za uporabo višje pogonske frekvence.
Nizkohitrostni motorji s trajnimi magneti z direktnim pogonom so lahko predvsem zračno in tekočinsko hlajeni. Zračno hlajenje v glavnem uporablja metodo hlajenja IC416 z neodvisnimi ventilatorji, tekočinsko hlajenje pa je lahko vodno hlajenje (IC71W), kar je mogoče določiti glede na pogoje na kraju samem. Pri načinu hlajenja s tekočino je lahko toplotna obremenitev zasnovana večja in struktura bolj kompaktna, vendar je treba pozornost nameniti povečanju debeline trajnega magneta, da se prepreči demagnetizacija zaradi preobremenitve.
Za sisteme z direktnim pogonom z nizko hitrostjo, ki zahtevajo nadzor hitrosti in natančnosti položaja, je treba dodati senzorje položaja in uporabiti metodo krmiljenja s senzorji položaja; poleg tega je pri zagonu potreben tudi visok navor, zato je potrebna tudi metoda krmiljenja s senzorjem položaja.
Čeprav lahko uporaba motorjev s trajnimi magneti z direktnim pogonom odpravi prvotni mehanizem za zmanjšanje prvotnega reduktorja in zmanjša stroške vzdrževanja, lahko nerazumna zasnova povzroči visoke stroške motorjev s trajnimi magneti z direktnim pogonom in zmanjšanje učinkovitosti sistema. Na splošno lahko povečanje premera motorjev s trajnimi magneti z direktnim pogonom zmanjša stroške navora na enoto, zato je mogoče motorje z direktnim pogonom izdelati v obliki velikega diska z večjim premerom in krajšo dolžino sklada. Vendar pa obstajajo tudi omejitve pri povečanju premera. Pretirano velik premer lahko poveča stroške ohišja in gredi, celo konstrukcijski materiali bodo postopoma presegli stroške učinkovitih materialov. Zato je pri načrtovanju motorja z direktnim pogonom treba optimizirati razmerje med dolžino in premerom, da se zmanjšajo skupni stroški motorja.
Na koncu bi rad poudaril, da so motorji s trajnimi magneti in direktnim pogonom še vedno motorji, ki jih poganja frekvenčni pretvornik. Faktor moči motorja vpliva na tok na izhodni strani frekvenčnega pretvornika. Dokler je znotraj zmogljivostnega območja frekvenčnega pretvornika, ima faktor moči majhen vpliv na delovanje in ne bo vplival na faktor moči na strani omrežja. Zato si mora zasnova faktorja moči motorja prizadevati za zagotovitev, da motor z direktnim pogonom deluje v načinu MTPA, ki ustvarja največji navor z minimalnim tokom. Pomemben razlog je, da je frekvenca motorjev z direktnim pogonom na splošno nizka, izgube železa pa so veliko manjše od izgub bakra. Uporaba metode MTPA lahko zmanjša izgube bakra. Tehniki ne bi smeli biti pod vplivom tradicionalnih asinhronskih motorjev, priključenih na omrežje, in ni podlage za presojo učinkovitosti motorja na podlagi velikosti toka na strani motorja.
Podjetje Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. je sodobno visokotehnološko podjetje, ki združuje raziskave in razvoj, proizvodnjo, prodajo in servis motorjev s trajnimi magneti. Ponuja celovito paleto izdelkov in specifikacij. Med njimi so nizkohitrostni motorji s trajnimi magneti z direktnim pogonom (7,5–500 vrt/min), ki se pogosto uporabljajo v industrijskih obremenitvah, kot so ventilatorji, tračni transporterji, batne črpalke in mlini v cementarni, gradbeništvu, premogovnikih, nafti, metalurgiji in drugih industrijah, z dobrimi obratovalnimi pogoji.
Čas objave: 18. januar 2024