Kas yra nuolatinio magneto sinchroninis variklis ir jo veikimas

Elektros sistemoje sinchroniniai varikliai yra plačiausiai naudojami pastovios būsenos 3 fazių kintamosios srovės varikliai, kurie elektros energiją paverčia mechanine. Šio tipo varikliai veikia sinchroniniu greičiu, kuris yra pastovus ir yra sinchroniškas su maitinimo dažniu, o sukimosi periodas yra lygus integralui Nr. kintamosios srovės ciklų. Tai reiškia, kad variklio greitis yra lygus besisukančiam magnetiniam laukui. Šio tipo varikliai dažniausiai naudojami energijos sistemos pagerinti galios koeficientą. Yra ne sužadinti ir nuolatinės srovės sužadinti sinchroniniai varikliai, kurie veikia pagal variklio magnetinę galią. Nenorimuoti sinchroniniai varikliai yra nenoriai, histerezės varikliai ir nuolatinio magneto varikliai. Šis straipsnis yra apie nuolatinio magneto sinchroninio variklio veikimą.

Kas yra nuolatinio magneto sinchroninis variklis?

Nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai yra vienas iš kintamosios srovės sinchroninių variklių tipų, kai lauką sužadina nuolatiniai magnetai, generuojantys sinusinį galinį EMF. Jame yra toks pat rotorius ir statorius kaip ir asinchroninis variklis , tačiau nuolatinis magnetas naudojamas kaip rotorius magnetiniam laukui sukurti. Todėl nereikia vynioti lauko vyniojimo rotorius . Jis taip pat žinomas kaip 3 fazių nuolatinės sinusinės bangos be šepetėlių. The nuolatinio magneto sinchroninio variklio schema yra parodyta žemiau.

Nuolatinio magneto sinchroninis variklis

Nuolatinio magneto sinchroninio variklio teorija

Nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai yra labai efektyvūs, be šepetėlių, labai greiti, saugūs ir užtikrina aukštą dinaminį našumą, palyginti su įprastais varikliais. Jis sukuria sklandų sukimo momentą, mažą triukšmą ir daugiausia naudojamas tokioms didelėms programoms kaip robotika . Tai 3 fazių kintamosios srovės sinchroninis variklis, veikiantis sinchroniniu greičiu su pritaikytu kintamosios srovės šaltiniu.

Užuot naudoję rotoriaus apviją, montuojami nuolatiniai magnetai, kad suktųsi sukamasis magnetinis laukas. Kadangi nėra nuolatinės srovės šaltinio, šie variklių tipai yra labai paprasti ir pigesni. Jame yra statorius su ant jo sumontuotomis 3 apvijomis ir rotorius su nuolatiniu magnetu, sumontuotu lauko poliams sukurti. Trifazis įvesties kintamosios srovės maitinimas statoriui yra pradėtas dirbti.

Darbo principas

The nuolatinio magneto sinchroninio variklio veikimo principas yra panašus į sinchroninį variklį. Tai priklauso nuo besisukančio magnetinio lauko, kuris sukuria elektromotorinę jėgą sinchroniniu greičiu. Kai statoriaus apvija įjungiama suteikiant 3 fazių maitinimą, tarp oro tarpų susidaro besisukantis magnetinis laukas.

Tai sukuria sukimo momentą, kai rotoriaus lauko poliai sinchroniniu greičiu laiko besisukantį magnetinį lauką, o rotorius sukasi nuolat. Kadangi šie varikliai nėra savaime įsijungiantys varikliai, būtina užtikrinti kintamo dažnio maitinimą.

EML ir sukimo momento lygtis

Sinchroninėje mašinoje vidutinis vienoje fazėje sukeltas EMF yra vadinamas dinaminiu indukuojamu EMF sinchroniniame variklyje, kiekvieno laidininko per apsisukimą sumažintas srautas yra Pϕ Weberis
Tada laikas, per kurį reikia atlikti vieną apsisukimą, yra 60 / N sek

Vidutinį EML sukeltą vieno laidininko EMF galima apskaičiuoti naudojant

(PϕN / 60) x Zph = (PϕN / 60) x 2Tph

Kur Tph = Zph / 2

Todėl vidutinis vienos fazės EML yra

= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph

Kur Tph = ne. Posūkių, nuosekliai sujungtų per fazę

ϕ = srautas / polius weberyje

P = ne. Iš stulpų

F = dažnis Hz

Zph = ne. Laidininkų, sujungtų nuosekliai per fazę. = Zph / 3

EMF lygtis priklauso nuo statoriaus ritinių ir laidininkų. Šiam varikliui taip pat atsižvelgiama į pasiskirstymo koeficientą Kd ir žingsnio faktorių Kp.

Taigi, E = 4 x ϕ x f x Tph xKd x Kp

Nuolatinio magneto sinchroninio variklio sukimo momento lygtis pateikiama kaip

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Tiesioginis nuolatinio magneto sinchroninio variklio sukimo momento valdymas

Norėdami valdyti nuolatinio magneto sinchroninį variklį, mes naudojame skirtingus valdymo sistemos . Priklausomai nuo užduoties, naudojama reikalinga valdymo technika. Skirtingi nuolatinio magneto sinchroninio variklio valdymo metodai yra:

Sinusoidinė kategorija

• Skalaras
• Vektorius: Valdymas į lauką (FOC) (su padėties jutikliu ir be jo)
• Tiesioginis sukimo momento valdymas

Trapecijos kategorija

• Atviras ciklas
• Uždara grandinė (su padėties jutikliu ir be jo)

Tiesioginė šio variklio sukimo momento valdymo technologija yra labai paprasta valdymo grandinė su efektyviu dinaminiu veikimu ir geru valdymo diapazonu. Tam nereikia jokio rotoriaus padėties jutiklio. Pagrindinis šio valdymo metodo trūkumas yra tas, kad jis sukuria didelį sukimo momentą ir srovės bangas.

Statyba

The nuolatinio magneto sinchroninio variklio konstrukcija yra panašus į pagrindinį sinchroninį variklį, tačiau vienintelis skirtumas yra su rotoriumi. Rotorius neturi lauko apvijos, tačiau nuolatiniai magnetai naudojami lauko poliams kurti. PMSM naudojami nuolatiniai magnetai yra sudaryti iš samariumo-kobalto ir terpės, geležies ir boro, nes jų pralaidumas yra didesnis.

Dažniausiai naudojamas neodimio-boro-geležies nuolatinis magnetas dėl jo faktinių išlaidų ir patogumo. Šio tipo nuolatiniai magnetai montuojami ant rotoriaus. Remiantis nuolatinio magneto pritvirtinimu ant rotoriaus, nuolatinio magneto sinchroninio variklio konstrukcija yra padalinta į du tipus. Jie yra,

Ant paviršiaus montuojamas PMSM

Šioje konstrukcijoje magnetas yra sumontuotas ant rotoriaus paviršiaus. Jis tinka didelės spartos programoms, nes nėra tvirtas. Tai užtikrina vienodą oro tarpą, nes nuolatinio magneto ir oro tarpo laidumas yra vienodas. Nėra nenoro sukimo momento, didelis dinaminis našumas ir tinka dideliu greičiu veikiantiems įrenginiams, tokiems kaip robotika ir įrankių pavaros.

Montuojamas ant paviršiaus

Palaidotas PMSM arba interjero PMSM

Tokio tipo konstrukcijose nuolatinis magnetas yra įterptas į rotorių, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau. Jis yra tinkamas naudoti dideliu greičiu ir yra tvirtas. Nenorimo sukimo momentą lemia variklio sališkumas.

Palaidotas PMSM

Nuolatinio magneto sinchroninio variklio darbas

Nuolatinio magneto sinchroninio variklio veikimas yra labai paprastas, greitas ir efektyvus, palyginti su įprastais varikliais. PMSM veikimas priklauso nuo statoriaus besisukančio magnetinio lauko ir nuolatinio rotoriaus magnetinio lauko. Nuolatiniai magnetai naudojami kaip rotorius, kad būtų sukurtas pastovus magnetinis srautas, jis veikia ir užsifiksuoja sinchroniniu greičiu. Šie variklių tipai yra panašūs į nuolatinės srovės variklius be šepetėlių.

Fazorinės grupės susidaro sujungiant statoriaus apvijas viena su kita. Šios fazorinės grupės sujungiamos, kad būtų sudarytos skirtingos jungtys, tokios kaip žvaigždė, Delta, dviguba ir viena fazė. Norint sumažinti harmoninę įtampą, apvijos turėtų būti greitai suvyniotos viena su kita.

Kai statoriui tiekiamas 3 fazių kintamosios srovės maitinimas, jis sukuria besisukantį magnetinį lauką ir pastovus magnetinis laukas yra sukeltas dėl nuolatinio rotoriaus magneto. Šis rotorius veikia sinchroniškai su sinchroniniu greičiu. Visas PMSM veikimas priklauso nuo oro tarpo tarp statoriaus ir rotoriaus be apkrovos.

Jei oro tarpas yra didelis, variklio nuostoliai bus sumažinti. Nuolatinio magneto sukurti lauko poliai yra ryškūs. Nuolatinio magneto sinchroniniai varikliai nėra savaime užvedantys varikliai. Taigi, kintamą statoriaus dažnį būtina valdyti elektroniniu būdu.

Nuolatinio magneto sinchroninis variklis ir BLDC

Skirtumai tarp nuolatinio magneto sinchroninio variklio (PMSM) ir BLDC ( bešepetėliai nuolatinės srovės varikliai ) apima šiuos dalykus.

Privalumai

The nuolatinio magneto sinchroninio variklio privalumai įtraukti,

• užtikrina didesnį efektyvumą važiuojant dideliu greičiu
• galima įsigyti mažais dydžiais skirtingose ​​pakuotėse
• priežiūra ir montavimas yra labai lengvi nei asinchroninis variklis
• galintis išlaikyti visą sukimo momentą važiuojant nedideliu greičiu.
• didelis efektyvumas ir patikimumas
• suteikia sklandų sukimo momentą ir dinamišką našumą

Trūkumai

Sinchroninių nuolatinių magnetų variklių trūkumai yra šie:

• Šio tipo varikliai yra labai brangūs, palyginti su asinchroniniais varikliais
• Kažkaip sunku užvesti, nes tai nėra savaime užvedantys varikliai.

Programos

Nuolatinio magneto sinchroninių variklių programos yra:

• Oro kondicionieriai
• Šaldytuvai
• Kintamosios srovės kompresoriai
• Skalbimo mašinos, tiesiogiai varomos
• Automobilių elektrinis vairo stiprintuvas
• Staklės
• Didelės energijos sistemos pirmaujančiam ir atsiliekančiam galios koeficientui pagerinti
• Traukos kontrolė
• Duomenų kaupimo vienetai.
• Servo pavaros
• Pramoninės programos, tokios kaip robotika, aviacija ir daugybė kitų.

Taigi, viskas apie tai nuolatinio magneto sinchroninio variklio apžvalga - apibrėžimas, veikimas, veikimo principas, diagrama, konstrukcija, pranašumai, trūkumai, pritaikymas, emf ir sukimo momento lygtis. Čia jums kyla klausimas: „Koks tikslas naudoti nuolatinį magnetą sinchroniniuose varikliuose?