A hagyományos elektromos gerjesztőmotorokhoz képest az állandó mágneses motorok, különösen a ritkaföldfém állandó mágneses motorok egyszerű felépítésűek és megbízható működésűek.Kis térfogat és könnyű súly;Alacsony veszteség és nagy hatékonyság;A motor alakja és mérete rugalmas és változatos lehet.Ezért az alkalmazási kör rendkívül széles, szinte az űrrepülés, a honvédelem, az ipari és mezőgazdasági termelés, valamint a mindennapi élet minden területén.Az alábbiakban bemutatjuk néhány tipikus állandó mágneses motor főbb jellemzőit és alkalmazási területeit.
1. A hagyományos generátorokhoz képest a ritkaföldfém állandó mágneses szinkrongenerátoroknak nincs szükségük csúszógyűrűkre és kefeszerkezetekre, egyszerű szerkezettel és csökkentett hibaaránnyal.A ritkaföldfém állandó mágnes növelheti a légrés mágneses sűrűségét, növelheti a motor fordulatszámát az optimális értékre és javíthatja a teljesítmény-tömeg arányt.A ritkaföldfém állandó mágneses generátorokat szinte mind használják a kortárs légi és űrrepülési generátorokban.Tipikus termékei a General Electric Company of America által gyártott 150 kVA 14 pólusú 12 000 r/min ~ 21 000 r/perc és 100 kVA 60 000 r/perc ritkaföldfém kobalt állandó mágneses szinkron generátorok.Az első Kínában kifejlesztett ritkaföldfém állandó mágneses motor egy 3 kW 20 000 fordulat/perc teljesítményű állandó mágneses generátor.
Az állandó mágneses generátorokat a nagy turbógenerátorok kiegészítő gerjesztőjeként is használják.Az 1980-as években Kína sikeresen kifejlesztette a világ legnagyobb ritkaföldfém állandó mágneses segédgerjesztőjét, amelynek kapacitása 40 kVA–160 kVA, és 200 MW - 600 MW teljesítményű turbógenerátorral szerelték fel, ami nagymértékben javította az erőművek működésének megbízhatóságát.
Jelenleg fokozatosan népszerűsödnek a belső égésű motorral hajtott kis generátorok, a járművek állandó mágneses generátorai, valamint a közvetlenül szélkerekekkel hajtott kis állandó mágneses szélgenerátorok.
2. Nagy hatékonyságú állandó mágneses szinkronmotor Az indukciós motorhoz képest az állandó mágneses szinkronmotornak nincs szüksége reaktív gerjesztőáramra, ami jelentősen javíthatja a teljesítménytényezőt (akár 1-ig vagy akár kapacitív), csökkentheti az állórész áramát és az állórész ellenállásának veszteségét, és stabil működés közben nincs rotor rézvesztesége, így csökken a ventilátor (kis teljesítményű motor akár a ventilátort is eltávolíthatja) és a megfelelő szélsúrlódási veszteség.Az azonos specifikációjú indukciós motorhoz képest a hatásfok 2-8 százalékponttal növelhető.Ezenkívül az állandó mágneses szinkronmotor nagy hatékonyságot és teljesítménytényezőt tud tartani a 25% - 120% névleges terhelési tartományban, ami az energiatakarékos hatást figyelemre méltóabbá teszi kis terhelés mellett.Általában az ilyen típusú motorok egy indító tekercseléssel vannak felszerelve a forgórészen, amely képes egy bizonyos frekvencián és feszültségen közvetlenül elindulni.Jelenleg elsősorban olajmezőkben, textil- és vegyiszál-iparban, kerámia- és üvegiparban, ventilátorokban és szivattyúkban használják hosszú éves üzemidővel stb.
Az országunk által önállóan kifejlesztett, nagy hatásfokú és nagy indítónyomatékú NdFeB állandó mágneses szinkronmotor meg tudja oldani a „nagy lóvontatású kocsi” problémáját az olajmezőkben.Az indítónyomaték 50% ~ 100% -kal nagyobb, mint az indukciós motoré, amely helyettesítheti az indukciós motort nagyobb alapszámmal, és az energiamegtakarítási arány körülbelül 20%.
A textiliparban a terhelési tehetetlenségi nyomaték nagy, ami nagy vonónyomatékot igényel.Az üresjárati szivárgási együttható, a kiemelkedő pólusarány, a forgórész ellenállása, az állandó mágnes mérete és az állandó mágneses szinkronmotor állórész tekercselési fordulatainak ésszerű kialakítása javíthatja az állandó mágneses motor vontatási teljesítményét, és elősegítheti alkalmazását az új textil- és vegyiszál-iparban.
A nagyerőművekben, bányákban, kőolaj-, vegyiparban és más iparágakban használt ventilátorok és szivattyúk nagy energiafogyasztók, de a jelenleg használt motorok hatásfoka és teljesítménytényezője alacsony.Az NdFeB permanens mágnesek használata nemcsak a hatékonyságot és a teljesítménytényezőt javítja, energiát takarít meg, hanem kefe nélküli szerkezettel is rendelkezik, ami javítja a működés megbízhatóságát.Jelenleg az 1 120 kW-os állandó mágneses szinkronmotor a világ legerősebb aszinkron indító, nagy hatásfokú, ritkaföldfém állandó mágneses motorja.Hatékonysága meghaladja a 96,5%-ot (azonos specifikációjú motor hatásfoka 95%), teljesítménytényezője pedig 0,94, amivel a hagyományos motort 1 ~ 2 teljesítményfokozattal nagyobb teljesítményre képes helyettesíteni.
3. Az AC szervo állandó mágneses motor és a kefe nélküli egyenáramú állandó mágneses motor egyre több változó frekvenciájú tápegységet és váltakozó áramú motort használ az AC sebességszabályozó rendszer kialakítására az egyenáramú motor fordulatszám-szabályozó rendszere helyett.A váltakozó áramú motorokban az állandó mágneses szinkronmotor fordulatszáma állandó kapcsolatot tart a tápfeszültség frekvenciájával stabil működés közben, így közvetlenül használható a nyílt hurkú, változtatható frekvenciájú fordulatszám-szabályozó rendszerben.Az ilyen motorokat általában a frekvenciaváltó frekvenciájának fokozatos növelésével indítják be.Nem szükséges beállítani az indító tekercset a forgórészen, és a kefe és a kommutátor kimarad, így a karbantartás kényelmes.
Az önszinkron állandó mágneses motor frekvenciaváltóval meghajtott állandó mágneses szinkronmotorból és a forgórész helyzetének zárt hurkú vezérlőrendszeréből áll, amely nemcsak az elektromosan gerjesztett egyenáramú motor kiváló sebességszabályozási teljesítményével rendelkezik, hanem kefe nélküli is.Főleg nagy vezérlési pontossággal és megbízhatósággal rendelkező alkalmakkor használják, mint például a repülés, repülőgépipar, CNC szerszámgépek, megmunkáló központok, robotok, elektromos járművek, számítógép-perifériák stb.
Jelenleg az NdFeB állandó mágneses szinkronmotor és hajtásrendszer széles fordulatszám-tartománnyal és Gao Heng teljesítmény-fordulatszám-aránnyal került kifejlesztésre, 1:22 500 fordulatszám-aránnyal és 9 000 fordulat/perc határsebességgel.Az állandó mágneses motor nagy hatásfokú, kis vibrációja, alacsony zajszintje és nagy nyomatéksűrűsége a legideálisabb motorok elektromos járművekben, szerszámgépekben és egyéb meghajtó eszközökben.
Az emberek életszínvonalának folyamatos javulásával a háztartási gépekkel szemben támasztott követelmények egyre magasabbak.Például a háztartási klímaberendezés nemcsak nagy áramfogyasztó, hanem a fő zajforrás is.Fejlesztési irányzata az állandó mágneses kefe nélküli DC motor használata fokozatmentes fordulatszám szabályozással.A szobahőmérséklet változásának megfelelően automatikusan beállítja a megfelelő sebességet, és hosszú ideig működik, csökkenti a zajt és a vibrációt, kényelmesebbé teszi az embereket, és megtakarítja az elektromos áram 1/3-át a sebességszabályozás nélküli légkondicionálóhoz képest.Más hűtőszekrények, mosógépek, porgyűjtők, ventilátorok stb. fokozatosan áttérnek kefe nélküli egyenáramú motorokra.
4. Állandó mágneses egyenáramú motor Az egyenáramú motor állandó mágneses gerjesztést alkalmaz, amely nemcsak megőrzi az elektromosan gerjesztett egyenáramú motor jó sebességszabályozási jellemzőit és mechanikai jellemzőit, hanem az egyszerű szerkezet és technológia jellemzőivel is rendelkezik, kis térfogatú, alacsony rézfogyasztással, magas hatásfok stb. mert a gerjesztő tekercselés és a gerjesztési veszteség kimarad.Ezért az állandó mágneses egyenáramú motorokat széles körben használják a háztartási készülékektől, hordozható elektronikai eszközöktől, elektromos szerszámoktól kezdve a precíziós sebesség- és helyzetátviteli rendszerekig, amelyek jó dinamikus teljesítményt igényelnek.Az 50 W alatti mikro egyenáramú motorok között az állandó mágneses motorok aránya 92%, míg a 10 W alattié több mint 99%.
Jelenleg a kínai autóipar gyorsan fejlődik, és az autóipar a legnagyobb felhasználója az állandó mágneses motoroknak, amelyek az autók kulcsfontosságú alkatrészei.Egy ultra-luxusautóban több mint 70 különböző célú motor található, amelyek többsége alacsony feszültségű állandó mágneses egyenáramú mikromotor.Ha NdFeB állandó mágneseket és bolygókerekes hajtóműveket használnak az autók és motorkerékpárok indítómotorjaiban, az indítómotorok minősége felére csökkenhet.
Állandó mágneses motorok osztályozása
Sokféle állandó mágnes létezik.A motor funkciója szerint nagyjából két kategóriába sorolható: állandó mágneses generátor és állandó mágneses motor.
Az állandó mágneses motorok állandó mágneses egyenáramú motorokra és állandó mágneses váltóáramú motorokra oszthatók.Az állandó mágneses váltakozóáramú motor az állandó mágneses rotorral rendelkező többfázisú szinkronmotorra utal, ezért gyakran nevezik állandó mágneses szinkronmotornak (PMSM).
Az állandó mágneses egyenáramú motorok feloszthatók állandó mágneses kefe nélküli egyenáramú motorokra és állandó mágneses kefe nélküli egyenáramú motorokra (BLDCM), ha aszerint vannak besorolva, hogy vannak-e elektromos kapcsolók vagy kommutátorok.
Napjainkban a modern teljesítményelektronika elmélete és technológiája nagyot fejlődik a világban.A teljesítményelektronikai eszközök, mint például a MOSFET, IGBT és MCT megjelenésével a vezérlőeszközök alapvető változásokon mentek keresztül.Amióta F. Blaceke 1971-ben előterjesztette a váltakozóáramú motor vektorvezérlésének elvét, a vektorvezérlési technológia fejlődése a váltakozó áramú szervohajtás vezérlésének új korszakát indította el, és a különböző nagy teljesítményű mikroprocesszorok folyamatosan kiszorultak, tovább gyorsítva a fejlődést. AC szervo rendszer helyett DC szervo rendszer.Elkerülhetetlen trend, hogy az AC-I szervorendszer váltja fel a DC szervorendszert.Az állandó mágneses szinkronmotorok (PMSM) szinuszos hátlappal és a kefe nélküli egyenáramú motorok (BLIX~) trapéz hátlappal, kiváló teljesítményük miatt minden bizonnyal a nagy teljesítményű AC szervorendszerek fejlesztésének fő irányvonalává válnak.