מנוע הנעה ישירה מגנט קבוע

בשנים האחרונות, מנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע עשו התקדמות משמעותית ומשמשים בעיקר בעומסים במהירות נמוכה, כגון מסועי רצועות, מיקסרים, מכונות שרטוט חוטים, משאבות במהירות נמוכה, החלפת מערכות אלקטרו-מכאניות המורכבות ממנועים מהירים ומכניות. מנגנוני הפחתה. טווח המהירות של המנוע הוא בדרך כלל מתחת ל-500 סל"ד. ניתן לחלק מנועי הנעה ישירה מגנט קבוע לשתי צורות מבניות: רוטור חיצוני ורוטור פנימי. הנעה ישירה של מגנט קבוע רוטור חיצוני משמש בעיקר במסועי רצועות.

בתכנון ויישום של מנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע, יש לציין כי הנעה ישירה של מגנט קבוע אינו מתאים למהירויות פלט נמוכות במיוחד. כאשר רוב הטעינות בפנים50r/min מונעים על ידי מנוע הנעה ישירה, אם ההספק נשאר קבוע, זה יגרום למומנט גדול, שיוביל לעלויות מנוע גבוהות וליעילות מופחתת. כאשר ההספק והמהירות נקבעים, יש צורך להשוות את היעילות הכלכלית של השילוב של מנועי הנעה ישירה, מנועים בעלי מהירות גבוהה יותר וגלגלי שיניים (או מבנים מכניים אחרים בעלי מהירות הולכת ופוחתת). נכון לעכשיו, טורבינות רוח מעל 15MW ומתחת ל-10 סל"ד מאמצות בהדרגה תוכנית הנעה ישירה למחצה, תוך שימוש בהילוכים כדי להגביר כראוי את מהירות המנוע, להפחית את עלויות המנוע, ובסופו של דבר להוזיל את עלויות המערכת. כך גם לגבי מנועים חשמליים. לכן, כאשר המהירות נמוכה מ-100 סל"ד לדקה, יש לשקול היטב שיקולים כלכליים, וניתן לבחור תוכנית הנעה ישירה למחצה.

מנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע משתמשים בדרך כלל ברוטורי מגנט קבוע צמודים על פני השטח כדי להגביר את צפיפות המומנט ולהפחית את השימוש בחומרים. בשל מהירות הסיבוב הנמוכה והכוח הצנטריפוגלי הקטן, אין צורך להשתמש במבנה רוטור מגנט קבוע מובנה. בדרך כלל, מוטות לחץ, שרוולי נירוסטה ושרוולי הגנה מפיברגלס משמשים לתיקון והגנת המגנט הקבוע של הרוטור. עם זאת, מנועים מסוימים עם דרישות אמינות גבוהות, מספרי קטבים קטנים יחסית או רעידות גבוהות משתמשים גם במבני רוטור מגנט קבוע מובנים.

מנוע ההנעה הישירה במהירות נמוכה מונע על ידי ממיר תדרים. כאשר עיצוב מספר המוט מגיע לגבול עליון, הפחתה נוספת במהירות תגרום לתדר נמוך יותר. כאשר התדר של ממיר התדר נמוך, מחזור העבודה של PWM יורד, וצורת הגל גרועה, מה שעלול להוביל לתנודות ולמהירות לא יציבה. אז השליטה במנועי הנעה ישירה במהירות נמוכה במיוחד היא גם די קשה. נכון לעכשיו, כמה מנועים במהירות נמוכה במיוחד מאמצים ערכת מנוע אפנון שדה מגנטי כדי להשתמש בתדר נהיגה גבוה יותר.

מנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע במהירות נמוכה יכולים בעיקר להיות מקורר אוויר ומקורר נוזלי. קירור אוויר מאמץ בעיקר את שיטת הקירור IC416 של מאווררים עצמאיים, וקירור נוזלי יכול להיות קירור מים (IC71W), אשר ניתן לקבוע בהתאם לתנאים באתר. במצב קירור נוזלי, ניתן לתכנן את עומס החום גבוה יותר ואת המבנה קומפקטי יותר, אך יש לשים לב להגדלת עובי המגנט הקבוע כדי למנוע דה-מגנטיזציה בזרם יתר.

עבור מערכות מנוע הנעה ישירה במהירות נמוכה עם דרישות לבקרת מהירות ודיוק מיקום, יש צורך להוסיף חיישני מיקום ולאמץ שיטת בקרה עם חיישני מיקום; בנוסף, כאשר קיימת דרישת מומנט גבוהה במהלך האתחול, נדרשת גם שיטת בקרה עם חיישן מיקום.

למרות שהשימוש במנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע יכול לבטל את מנגנון ההפחתה המקורי ולהפחית את עלויות התחזוקה, תכנון בלתי סביר יכול להוביל לעלויות גבוהות עבור מנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע ולירידה ביעילות המערכת. באופן כללי, הגדלת הקוטר של מנועי הנעה ישירה מגנט קבוע יכולה להפחית את העלות ליחידת מומנט, כך שניתן להפוך מנועים להנעה ישירה לדיסק גדול עם קוטר גדול יותר ואורך ערימה קצר יותר. עם זאת, יש גם גבולות לגידול בקוטר. קוטר גדול מדי עלול להעלות את עלות המעטפת והפיר, ואפילו החומרים המבניים יעלו בהדרגה את העלות של חומרים יעילים. לכן תכנון מנוע הנעה ישירה דורש אופטימיזציה של יחס האורך לקוטר כדי להפחית את העלות הכוללת של המנוע.

לבסוף, אני רוצה להדגיש שמנועי הנעה ישירה של מגנט קבוע הם עדיין מנועים מונעים מממיר תדרים. גורם ההספק של המנוע משפיע על הזרם בצד הפלט של ממיר התדרים. כל עוד הוא בטווח הקיבולת של ממיר התדרים, למקדם ההספק יש השפעה קטנה על הביצועים ולא ישפיע על מקדם ההספק בצד הרשת. לכן, תכנון גורם ההספק של המנוע צריך לשאוף להבטיח שמנוע ההנעה הישירה יפעל במצב MTPA, אשר יוצר מומנט מרבי עם הזרם המינימלי. הסיבה החשובה היא שהתדירות של מנועי הנעה ישירה היא בדרך כלל נמוכה, ואובדן הברזל נמוך בהרבה מאובדן הנחושת. שימוש בשיטת MTPA יכול למזער את אובדן הנחושת. אין להשפיע על טכנאים ממנועים אסינכרוניים מסורתיים המחוברים לרשת, ואין בסיס לשפוט את יעילות המנוע על סמך גודל הזרם בצד המנוע.

Anhui Mingteng מכונות קבועות-מגנטיות וציוד חשמלי ושות', בע"מ היא מפעל היי-טק מודרני המשלב מחקר ופיתוח, ייצור, מכירה ושירות של מנועי מגנט קבועים. מגוון המוצרים והמפרטים מלאים. ביניהם, מנועי מגנט קבועים עם הנעה ישירה במהירות נמוכה (7.5-500 סל"ד) נמצאים בשימוש נרחב בעומס תעשייתי כגון מאווררים, מסועי רצועות, משאבות בוכנה וטחנות במלט, חומרי בניין, מכרות פחם, נפט, מתכות ותעשיות אחרות , עם תנאי הפעלה טובים.