Kas ir pastāvīgā magnēta sinhronais motors un tā darbība

Elektriskajā sistēmā sinhronie motori ir visplašāk izmantoti līdzsvara stāvokļa trīsfāžu maiņstrāvas motori, kas pārveido elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā. Šis motora tips darbojas ar sinhronu ātrumu, kas ir nemainīgs, un tas ir sinhrons ar barošanas frekvenci, un rotācijas periods ir vienāds ar integrālo nr. no maiņstrāvas cikliem. Tas nozīmē, ka motora ātrums ir vienāds ar rotējošu magnētisko lauku. Šāda veida motorus galvenokārt izmanto enerģijas sistēmas lai uzlabotu jaudas koeficientu. Ir neuzbudināti un līdzstrāvas ierosināti sinhronie motori, kas darbojas atbilstoši motora magnētiskajai jaudai. Nevēlētie sinhronie motori ir nevēlēšanās, histerēzes un pastāvīgā magnēta motori. Šis raksts ir par pastāvīgā magnēta sinhronā motora darbību.

Kas ir pastāvīgā magnēta sinhronais motors?

Pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir viens no maiņstrāvas sinhrono motoru veidiem, kur lauku uzbudina pastāvīgie magnēti, kas ģenerē sinusoidālu aizmugures EMF. Tajā ir tāds pats rotors un stators kā asinhronais motors , bet kā rotoru magnētiskā lauka radīšanai tiek izmantots pastāvīgais magnēts. Tāpēc nav nepieciešams uztīt lauka tinumu rotoru . Tas ir pazīstams arī kā trīsfāžu pastāvīga sinusa viļņu motors bez sukām. The pastāvīgā magnēta sinhronā motora diagramma ir parādīts zemāk.

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors

Pastāvīgā magnēta sinhrono motoru teorija

Pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir ļoti efektīvi, bez sukām, ļoti ātri, droši un nodrošina augstu dinamisko veiktspēju salīdzinājumā ar parastajiem motoriem. Tas rada vienmērīgu griezes momentu, zemu trokšņa līmeni un galvenokārt tiek izmantots tādiem ātrgaitas lietojumiem kā robotika . Tas ir 3 fāžu maiņstrāvas sinhronais motors, kas darbojas sinhronā ātrumā ar lietoto maiņstrāvas avotu.

Tā vietā, lai rotoram izmantotu tinumu, tiek uzstādīti pastāvīgi magnēti, lai izveidotu rotējošu magnētisko lauku. Tā kā līdzstrāvas avota nav, šie motoru veidi ir ļoti vienkārši un lētāki. Tas satur statoru ar uz tā uzstādītiem 3 tinumiem un rotoru ar pastāvīgu magnētu, kas uzstādīts lauka stabu izveidošanai. Trīsfāžu ieejas maiņstrāvas padeve statoram tiek dota, lai sāktu darbu.

Darba princips

The pastāvīgā magnēta sinhronā motora darbības princips ir līdzīgs sinhronajam motoram. Tas ir atkarīgs no rotējošā magnētiskā lauka, kas sinhronā ātrumā rada elektromotoru. Kad statora tinumu baro, dodot trīsfāzu padevi, starp gaisa spraugām tiek izveidots rotējošs magnētiskais lauks.

Tas rada griezes momentu, kad rotora lauka stabi rotējošo magnētisko lauku notur sinhronā ātrumā un rotors nepārtraukti griežas. Tā kā šie motori nav pašdarbīgi motori, ir jānodrošina mainīgas frekvences barošanas avots.

EML un griezes momenta vienādojums

Sinhronajā mašīnā vidējo vienā fāzē inducēto EML sauc par dinamisko inducēto EML sinhronajā motorā, katra vadītāja griezuma plūsma vienā apgriezienā ir Pϕ Vēbers
Tad laiks, kas vajadzīgs, lai pabeigtu vienu apgriezienu, ir 60 / N sek

Vidējo EML izraisīto EMF var aprēķināt, izmantojot

(PϕN / 60) x Zph = (PϕN / 60) x 2Tph

Kur Tph = Zph / 2

Tāpēc vidējais EML vienā fāzē ir

= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph

Kur Tph = nē. Pagriezieni, kas vienā fāzē savienoti virknē

ϕ = plūsma / stabs weber

P = nē. No stabiem

F = frekvence Hz

Zph = nē. No vadītājiem, kas savienoti virknē vienā fāzē. = Zph / 3

EMF vienādojums ir atkarīgs no statora spolēm un vadītājiem. Šim motoram tiek ņemts vērā arī sadalījuma koeficients Kd un piķa faktors Kp.

Tādējādi E = 4 x ϕ x f x Tph xKd x Kp

Pastāvīgā magnēta sinhronā motora griezes momenta vienādojums ir norādīts kā

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Pastāvīgā magnēta sinhronā motora tieša griezes momenta kontrole

Lai kontrolētu pastāvīgā magnēta sinhrono motoru, mēs izmantojam dažāda veida vadības sistēmas . Atkarībā no uzdevuma tiek izmantota nepieciešamā kontroles tehnika. Dažādas pastāvīgā magnēta sinhronā motora vadības metodes ir:

Sinusoidālā kategorija

• Skalārs
• Vektors: lauka orientēta vadība (FOC) (ar un bez pozīcijas sensora)
• Tieša griezes momenta vadība

Trapecveida kategorija

• Atvērtā cilpa
• Slēgta cilpa (ar un bez stāvokļa sensora)

Šī motora tiešā griezes momenta vadības tehnoloģija ir ļoti vienkārša vadības ķēde ar efektīvu dinamisko veiktspēju un labu vadības diapazonu. Tam nav nepieciešams rotora pozīcijas sensors. Šīs vadības metodes izmantošanas galvenais trūkums ir tas, ka tā rada lielu griezes momentu un strāvas viļņus.

Celtniecība

The pastāvīgā magnēta sinhronā motora konstrukcija ir līdzīgs pamata sinhronajam motoram, bet vienīgā atšķirība ir ar rotoru. Rotoram nav lauka tinuma, bet pastāvīgos magnētus izmanto lauka stabu izveidošanai. PMSM izmantotie pastāvīgie magnēti sastāv no samārija-kobalta un barotnes, dzelzs un bora to augstākās caurlaidības dēļ.

Visplašāk izmantotais pastāvīgais magnēts ir neodīma-bora-dzelzs faktisko izmaksu un pieejamības vienkāršības dēļ. Šāda veida pastāvīgie magnēti ir uzstādīti uz rotora. Pamatojoties uz pastāvīgā magnēta uzstādīšanu uz rotora, pastāvīgā magnēta sinhronā motora konstrukcija ir sadalīta divos veidos. Viņi ir,

Uz virsmas uzstādīts PMSM

Šajā konstrukcijā magnēts ir uzstādīts uz rotora virsmas. Tas ir piemērots ātrdarbīgām lietojumprogrammām, jo ​​tas nav izturīgs. Tas nodrošina vienotu gaisa spraugu, jo pastāvīgā magnēta un gaisa spraugas caurlaidība ir vienāda. Nav nevēlēšanās griezes momenta, augstas dinamiskās veiktspējas un piemērots ātrgaitas ierīcēm, piemēram, robotikai un instrumentu piedziņām.

Uz virsmas uzstādīts

Apglabāts PMSM vai interjera PMSM

Šāda veida konstrukcijā pastāvīgais magnēts ir iestrādāts rotorā, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā. Tas ir piemērots ātrdarbīgām lietojumprogrammām un iegūst izturību. Nevēlēšanās griezes moments ir saistīts ar motora salātiju.

Apglabāts PMSM

Pastāvīgā magnēta sinhronā motora darbība

Pastāvīgā magnēta sinhronā motora darbība ir ļoti vienkārša, ātra un efektīva, salīdzinot ar parastajiem motoriem. PMSM darbība ir atkarīga no statora rotējošā magnētiskā lauka un nemainīga rotora magnētiskā lauka. Pastāvīgie magnēti tiek izmantoti kā rotors, lai izveidotu pastāvīgu magnētisko plūsmu, darbojas un bloķējas sinhronā ātrumā. Šie dzinēju veidi ir līdzīgi līdzstrāvas motoriem bez sukām.

Fazoru grupas tiek veidotas, savienojot statora tinumus savā starpā. Šīs fāzu grupas ir savienotas kopā, veidojot dažādus savienojumus, piemēram, zvaigzni, Deltu, dubulto un vienfāzi. Lai samazinātu harmonisko spriegumu, tinumus vajadzētu īslaicīgi savīt viens ar otru.

Kad statoram tiek dota 3 fāžu maiņstrāvas padeve, tas rada rotējošu magnētisko lauku un pastāvīgs magnētiskais lauks tiek inducēts rotora pastāvīgā magnēta dēļ. Šis rotors darbojas sinhroni ar sinhrono ātrumu. Viss PMSM darbs ir atkarīgs no gaisa spraugas starp statoru un rotoru bez slodzes.

Ja gaisa sprauga ir liela, tad motora vēja zudumi tiks samazināti. Pastāvīgā magnēta izveidotie lauka stabi ir izteikti. Pastāvīgā magnēta sinhronie motori nav pašdarbīgi motori. Tātad ir nepieciešams elektroniski kontrolēt statora mainīgo frekvenci.

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors pret BLDC

Atšķirības starp pastāvīgā magnēta sinhrono motoru (PMSM) un BLDC ( līdzstrāvas motori bez sukām ) iekļauj sekojošo.

Priekšrocības

The pastāvīgā magnēta sinhronā motora priekšrocības ietver,

• nodrošina lielāku efektivitāti lielā ātrumā
• pieejami mazos izmēros pie dažādiem iepakojumiem
• apkope un uzstādīšana ir ļoti vienkārša nekā asinhronais motors
• spēj uzturēt pilnu griezes momentu pie maziem apgriezieniem.
• augsta efektivitāte un uzticamība
• nodrošina vienmērīgu griezes momentu un dinamisku veiktspēju

Trūkumi

Pastāvīgā magnēta sinhrono motoru trūkumi ir:

• Šāda veida motori, salīdzinot ar asinhronajiem motoriem, ir ļoti dārgi
• Kaut kā grūti startēt, jo tie nav pašiedarbināmie motori.

Pieteikumi

Pastāvīgā magnēta sinhrono motoru pielietojums ir:

• Gaisa kondicionieri
• Ledusskapji
• Maiņstrāvas kompresori
• Tiešās piedziņas veļas mazgājamās mašīnas
• Automobiļu elektriskais stūres pastiprinātājs
• Darbgaldi
• Lielas enerģijas sistēmas, lai uzlabotu vadošo un atpaliekošo jaudas koeficientu
• Vilces kontrole
• Datu glabāšanas vienības.
• Servo piedziņas
• Rūpnieciskie pielietojumi, piemēram, robotika, aviācija un daudz kas cits.

Tādējādi tas ir viss pastāvīgā magnēta sinhronā motora pārskats - definīcija, darbība, darbības princips, diagramma, uzbūve, priekšrocības, trūkumi, pielietojums, emf un griezes momenta vienādojums. Šeit ir jautājums jums: ”Kāds ir pastāvīgā magnēta izmantošanas mērķis sinhronajos motoros?