Mikä on kestomagneetin synkronimoottori ja sen toiminta

Sähköjärjestelmässä synkronimoottorit ovat yleisimmin käytettyjä vakaan tilan 3-vaihevirtamoottoreita, jotka muuttavat sähköenergian mekaaniseksi energiaksi. Tämän tyyppinen moottori toimii synkronisella nopeudella, joka on vakio ja se on synkronoitu syöttötaajuuden kanssa ja pyörimisjakso on yhtä suuri kuin integraali nro. AC-jaksoista. Tämä tarkoittaa, että moottorin nopeus on yhtä suuri kuin pyörivä magneettikenttä. Tämän tyyppinen moottori käytetään pääasiassa sähköjärjestelmät tehokertoimen parantamiseksi. On olemassa virittämättömiä ja tasavirtajännitteisiä synkronimoottoreita, jotka toimivat moottorin magneettisen tehon mukaan. Reluktanssimootorit, hystereesimoottorit ja kestomagneettimoottorit ovat virittämättömiä synkronimoottoreita. Tämä artikkeli koskee kestomagneettisynkronimoottorin toimintaa.

Mikä on kestomagneetin synkronimoottori?

Kestomagneettisynkronimoottorit ovat yksi AC-synkronimoottorityyppeistä, joissa kenttää virittävät kestomagneetit, jotka tuottavat sinimuotoisen takaisin EMF: n. Se sisältää roottorin ja staattorin, jotka ovat samat kuin induktiomoottori , mutta kestomagneettia käytetään roottorina magneettikentän luomiseen. Siksi ei tarvitse kääriä pellon käämitystä roottori . Se tunnetaan myös 3-vaiheisena harjattomana pysyvänä siniaaltomoottorina. kestomagneetin synkronimoottorikaavio näkyy alla.

Pysyvän magneetin synkronimoottori

Pysyvän magneetin synkronimoottoriteoria

Kestomagneettisynkronimoottorit ovat erittäin tehokkaita, harjattomia, erittäin nopeita, turvallisia ja tarjoavat suuren dynaamisen suorituskyvyn verrattuna perinteisiin moottoreihin. Se tuottaa tasaisen vääntömomentin, hiljaisen ja sitä käytetään pääasiassa suurten nopeuksien sovelluksiin, kuten robotiikka . Se on 3-vaiheinen AC-synkronimoottori, joka toimii synkronisella nopeudella käytetyn AC-lähteen kanssa.

Roottorin käämityksen sijasta asennetaan pysyvät magneetit pyörivän magneettikentän luomiseksi. Koska DC-lähdettä ei ole, nämä tyyppisiä moottoreita ovat hyvin yksinkertaisia ​​ja halvempia. Se sisältää staattorin, johon on asennettu 3 käämiä, ja roottorin, jossa on kestomagneetti, joka on asennettu kenttäpylväiden luomiseksi. Kolmivaiheinen vaihtovirta syötetään staattorille toiminnan aloittamiseksi.

Toimintaperiaate

kestomagneetin synkronimoottorin toimintaperiaate on samanlainen kuin synkronimoottori. Se riippuu pyörivästä magneettikentästä, joka synnyttää sähkömoottorin voiman synkronisella nopeudella. Kun staattorin käämi virtaa antamalla 3-vaiheinen syöttö, ilmarakojen väliin syntyy pyörivä magneettikenttä.

Tämä tuottaa vääntömomentin, kun roottorin kentän napat pitävät pyörivää magneettikenttää synkronisella nopeudella ja roottori pyörii jatkuvasti. Koska nämä moottorit eivät ole itsestään käynnistyviä moottoreita, on tarpeen tarjota vaihtelevan taajuuden virtalähde.

EMF ja momentin yhtälö

Synkronikoneessa keskimääräistä vaihekohtaista indusoitua EMF: ää kutsutaan dynaamiseksi indusoituvaksi EMF: ksi synkronimoottorissa, kunkin johtimen leikkaama vuokausiota kohti on Pϕ Weber
Sitten yhden kierroksen suorittamiseen kuluva aika on 60 / N sek

Keskimääräinen johtajaa kohden indusoitu EMF voidaan laskea käyttämällä

(PϕN / 60) x Zph = (PϕN / 60) x 2Tph

Missä Tph = Zph / 2

Siksi keskimääräinen EMF vaihetta kohti on

= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph

Missä Tph = ei. Sarjassa yhdistetyt kierrokset vaihetta kohti

ϕ = vuoka / napa weberissä

P = ei. Sauvoja

F = taajuus Hz: nä

Zph = ei. Johtimista, jotka on kytketty sarjaan vaihetta kohti. = Zph / 3

EMF-yhtälö riippuu staattorin keloista ja johtimista. Tälle moottorille otetaan huomioon myös jakelutekijä Kd ja äänenkorkeuskerroin Kp.

Siten, E = 4 x ϕ x f x Tph xKd x Kp

Kestomagneettisynkronimoottorin vääntömomenttiyhtälö annetaan seuraavasti:

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Pysyvän magneetin synkronimoottorin suora momentin ohjaus

Kestomagneettisynkronimoottorin ohjaamiseksi käytämme erityyppisiä ohjausjärjestelmät . Tehtävästä riippuen käytetään tarvittavaa ohjaustekniikkaa. Kestomagneettisynkronimoottorin eri ohjausmenetelmät ovat,

Sinimuotoinen luokka

• Skalaari
• Vektori: Kenttäohjattu ohjaus (FOC) (paikannusanturilla ja ilman)
• Suora vääntömomentin hallinta

Puolisuunnikkaan luokka

• Avoin silmukka
• Suljettu silmukka (paikannusanturilla ja ilman)

Tämän moottorin suora momentinhallintatekniikka on hyvin yksinkertainen ohjauspiiri, jolla on tehokas dynaaminen suorituskyky ja hyvä ohjausalue. Se ei vaadi roottorille sijaintianturia. Suurin haitta tämän ohjausmenetelmän käytössä on, että se tuottaa suuren vääntömomentin ja virran aaltoilun.

Rakentaminen

kestomagneetin synkronimoottorin rakenne on samanlainen kuin perussynkronimoottori, mutta ainoa ero on roottorissa. Roottorissa ei ole kenttäkäämitystä, mutta kestomagneetteja käytetään kenttäsauvojen luomiseen. PMSM: ssä käytetyt kestomagneetit koostuvat samarium-koboltista ja väliaineesta, raudasta ja boorista niiden korkeamman läpäisevyyden vuoksi.

Yleisimmin käytetty kestomagneetti on neodyymi-boorirauta sen todellisten kustannusten ja helppokäyttöisyyden vuoksi. Tässä tyypissä kestomagneetit asennetaan roottoriin. Perustuen kestomagneetin kiinnitykseen roottoriin kestomagneettisynkronimoottorin rakenne on jaettu kahteen tyyppiin. He ovat,

Pinta-asennettava PMSM

Tässä rakenteessa magneetti on asennettu roottorin pinnalle. Se sopii nopeisiin sovelluksiin, koska se ei ole kestävä. Se tarjoaa yhtenäisen ilmarakon, koska kestomagneetin ja ilmarakon läpäisevyys on sama. Ei vääntömomenttia, korkea dynaaminen suorituskyky ja sopii nopeille laitteille, kuten robotiikalle ja työkaluille.

Pinta-asennettava

Haudattu PMSM tai sisäinen PMSM

Tämän tyyppisessä rakenteessa kestomagneetti upotetaan roottoriin alla olevan kuvan mukaisesti. Se sopii nopeisiin sovelluksiin ja saa kestävyyden. Haluttomomentti johtuu moottorin saliteetista.

Haudattu PMSM

Pysyvän magneetin synkronimoottorin toiminta

Kestomagneettisynkronimoottorin toiminta on hyvin yksinkertaista, nopeaa ja tehokasta verrattuna perinteisiin moottoreihin. PMSM: n toiminta riippuu staattorin pyörivästä magneettikentästä ja roottorin jatkuvasta magneettikentästä. Kestomagneetteja käytetään roottorina jatkuvan magneettivuon luomiseen, toimintaan ja lukittumiseen synkronisella nopeudella. Tämäntyyppiset moottorit ovat samanlaisia ​​kuin harjattomat tasavirtamoottorit.

Vaiheryhmät muodostetaan yhdistämällä staattorin käämit toisiinsa. Nämä vaiheryhmät yhdistetään toisiinsa muodostaen erilaisia ​​yhteyksiä, kuten tähti, Delta, kaksois- ja yksi vaihe. Harmonisten jännitteiden vähentämiseksi käämit tulisi kääriä pian toistensa kanssa.

Kun staattorille syötetään kolmivaiheista vaihtovirtalähdettä, se luo pyörivän magneettikentän ja vakio magneettikenttä indusoituu roottorin kestomagneetin ansiosta. Tämä roottori toimii synkronisesti synkronisen nopeuden kanssa. PMSM: n koko toiminta riippuu staattorin ja roottorin välisestä ilmarakosta ilman kuormaa.

Jos ilmaväli on suuri, moottorin tuulen häviöt vähenevät. Kestomagneetin luomat kenttäpylväät ovat merkittäviä. Kestomagneettisynkronimoottorit eivät ole itsestään käynnistyviä moottoreita. Joten on välttämätöntä ohjata staattorin muuttuvaa taajuutta elektronisesti.

Pysyvän magneetin synkronimoottori vs BLDC

Kestomagneettisynkronimoottorin (PMSM) ja BLDC: n ( harjattomat tasavirtamoottorit ) Sisällytä seuraavat.

Edut

kestomagneettisynkronimoottorin edut sisältää,

• tarjoaa paremman hyötysuhteen suurilla nopeuksilla
• saatavana pieninä kokoina eri pakkauksissa
• huolto ja asennus on erittäin helppoa kuin induktiomoottori
• pystyy pitämään täyden vääntömomentin pienillä nopeuksilla.
• korkea hyötysuhde ja luotettavuus
• antaa tasaisen vääntömomentin ja dynaamisen suorituskyvyn

Haitat

Kestomagneettisynkronimoottoreiden haittoja ovat

• Tämän tyyppiset moottorit ovat erittäin kalliita verrattuna induktiomoottoreihin
• Jotenkin vaikea käynnistää, koska ne eivät ole itsestään käynnistyviä moottoreita.

Sovellukset

Kestomagneettisynkronimoottoreiden sovellukset ovat

• Ilmastointilaitteet
• Jääkaapit
• AC-kompressorit
• Suorakäyttöiset pesukoneet
• Autojen sähköinen ohjaustehostin
• Konetyökalut
• Suuret tehojärjestelmät johtavan ja viivästyneen tehokertoimen parantamiseksi
• Vetovoiman hallinta
• Tietojen tallennusyksiköt.
• Servo-asemat
• Teolliset sovellukset, kuten robotiikka, ilmailu ja monet muut.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus kestomagneetin synkronimoottorista - määritelmä, toimintaperiaate, toimintaperiaate, kaavio, rakenne, edut, haitat, sovellukset, emf ja vääntömomenttiyhtälö. Tässä on kysymys sinulle: 'Mikä on kestomagneetin käytön tarkoitus synkronimoottoreissa?