De afgelopen jaren hebben motoren met permanente magneet en directe aandrijving aanzienlijke vooruitgang geboekt en worden ze voornamelijk gebruikt in toepassingen met lage snelheid, zoals transportbanden, mengers, draadtrekmachines, pompen met lage snelheid en ter vervanging van elektromechanische systemen bestaande uit hogesnelheidsmotoren en mechanische reductiemechanismen. Het toerentalbereik van de motor ligt over het algemeen onder de 500 tpm. Motoren met permanente magneet en directe aandrijving kunnen hoofdzakelijk worden onderverdeeld in twee bouwvormen: buitenrotor en binnenrotor. Motoren met permanente magneet en directe aandrijving met buitenrotor worden voornamelijk gebruikt in transportbanden.
Bij het ontwerp en de toepassing van motoren met permanente magneet en directe aandrijving moet er rekening mee worden gehouden dat deze motoren niet geschikt zijn voor bijzonder lage uitgangssnelheden. Wanneer de meeste belastingen binnen50 tpm wordt aangedreven door een direct aangedreven motor. Als het vermogen constant blijft, resulteert dit in een hoog koppel, wat leidt tot hoge motorkosten en een lager rendement. Bij het bepalen van het vermogen en de snelheid is het noodzakelijk om de economische efficiëntie van de combinatie van direct aangedreven motoren, motoren met een hogere snelheid en tandwielen (of andere mechanische structuren die de snelheid verhogen of verlagen) te vergelijken. Momenteel maken windturbines met een vermogen boven de 15 MW en onder de 10 tpm geleidelijk gebruik van een semi-direct aangedreven systeem, waarbij tandwielen worden gebruikt om de motorsnelheid op de juiste manier te verhogen, de motorkosten te verlagen en uiteindelijk de systeemkosten te verlagen. Hetzelfde geldt voor elektromotoren. Daarom moeten economische overwegingen zorgvuldig worden overwogen wanneer de snelheid lager is dan 100 tpm, en kan een semi-direct aangedreven systeem worden gekozen.
Direct aangedreven motoren met permanente magneet maken over het algemeen gebruik van op het oppervlak gemonteerde permanente magneetrotoren om de koppeldichtheid te verhogen en het materiaalgebruik te verminderen. Door het lage toerental en de geringe centrifugaalkracht is een ingebouwde permanente magneetrotorstructuur niet nodig. Over het algemeen worden drukstangen, roestvrijstalen hulzen en beschermhulzen van glasvezel gebruikt om de permanente magneet van de rotor te bevestigen en te beschermen. Sommige motoren met hoge betrouwbaarheidseisen, een relatief klein aantal polen of hoge trillingen gebruiken echter ook ingebouwde permanente magneetrotoren.
De laagtoerige direct drive motor wordt aangestuurd door een frequentieomvormer. Wanneer het aantal polen een bovengrens bereikt, resulteert een verdere snelheidsverlaging in een lagere frequentie. Wanneer de frequentieomvormer een lage frequentie heeft, neemt de duty cycle van de PWM af en is de golfvorm slecht, wat kan leiden tot fluctuaties en een onstabiele snelheid. De regeling van bijzonder laagtoerige direct drive motoren is dan ook vrij lastig. Momenteel maken sommige ultralaagtoerige motoren gebruik van een motorschema met magnetische veldmodulatie om een hogere aandrijffrequentie te gebruiken.
Permanente magneetmotoren met directe aandrijving op lage snelheid kunnen voornamelijk luchtgekoeld en vloeistofgekoeld zijn. Luchtkoeling maakt voornamelijk gebruik van de IC416-koelmethode met onafhankelijke ventilatoren, en vloeistofkoeling kan watergekoeld zijn (IC).71W), die kan worden bepaald op basis van de omstandigheden ter plaatse. In de vloeistofkoelmodus kan de warmtebelasting hoger worden ontworpen en de structuur compacter, maar er moet wel aandacht worden besteed aan het vergroten van de dikte van de permanente magneet om demagnetisatie door overstroom te voorkomen.
Voor systemen met directe aandrijving op lage snelheid waarbij de snelheid en positienauwkeurigheid moeten worden geregeld, is het noodzakelijk om positiesensoren toe te voegen en een regelmethode met positiesensoren te gebruiken. Bovendien is er, wanneer er tijdens het opstarten een hoog koppel vereist is, ook een regelmethode met een positiesensor nodig.
Hoewel het gebruik van motoren met permanente magneet direct drive het oorspronkelijke reductiemechanisme kan elimineren en de onderhoudskosten kan verlagen, kan een onredelijk ontwerp leiden tot hoge kosten voor motoren met permanente magneet direct drive en een afname van de systeemefficiëntie. Over het algemeen kan een grotere diameter van motoren met permanente magneet direct drive de kosten per koppeleenheid verlagen, waardoor motoren met directe aandrijving kunnen worden uitgevoerd als een grote schijf met een grotere diameter en een kortere stapellengte. Er zijn echter ook beperkingen aan de toename in diameter. Een te grote diameter kan de kosten van de behuizing en as verhogen, en zelfs de structurele materialen zullen geleidelijk de kosten van effectieve materialen overschrijden. Het ontwerpen van een motor met directe aandrijving vereist daarom het optimaliseren van de lengte-diameterverhouding om de totale kosten van de motor te verlagen.
Tot slot wil ik benadrukken dat motoren met een permanente magneet en directe aandrijving nog steeds door een frequentieomvormer worden aangestuurd. De arbeidsfactor van de motor beïnvloedt de stroom aan de uitgangszijde van de frequentieomvormer. Zolang deze binnen het capaciteitsbereik van de frequentieomvormer valt, heeft de arbeidsfactor een geringe invloed op de prestaties en geen invloed op de arbeidsfactor aan de netzijde. Daarom moet het ontwerp van de arbeidsfactor van de motor ernaar streven dat de motor met directe aandrijving in de MTPA-modus werkt, die een maximaal koppel genereert met een minimale stroom. De belangrijkste reden hiervoor is dat de frequentie van motoren met directe aandrijving over het algemeen laag is en het ijzerverlies veel lager is dan het koperverlies. De MTPA-methode kan het koperverlies minimaliseren. Technici zouden zich niet moeten laten beïnvloeden door traditionele, op het net aangesloten asynchrone motoren en er is geen basis om het rendement van de motor te beoordelen op basis van de stroomsterkte aan de motorzijde.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd. is een moderne hightechonderneming die onderzoek en ontwikkeling, productie, verkoop en service van permanentmagneetmotoren integreert. De productvariëteit en specificaties zijn compleet. Permanentmagneetmotoren met lage snelheid en directe aandrijving (7,5-500 tpm) worden veel gebruikt in industriële toepassingen zoals ventilatoren, transportbanden, plunjerpompen en molens in de cement-, bouwmaterialen-, kolenmijn-, petroleum-, metallurgie- en andere industrieën, met goede bedrijfsomstandigheden.
Geplaatst op: 18-01-2024