موتورهای مغناطیس دائمی باعث افزایش بهره وری صنعتی می شوند

موتورهای هم زمان آهنربای دائمی: افزایش بهره وری صنعتی

به عنوان "قلب" تولید صنعتی، بهره وری موتورهای الکتریکی به طور مستقیم بر مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی تاثیر می گذارد.موتورهای هم زمان مقناطیس دائمی (PMSM) به دلیل عملکرد برتر خود به عنوان انتخاب ایده آل برای کاهش هزینه و بهبود بهره وری در صنایع در حال ظهور هستند.

هسته کارآمد سیستم های محرک مدرن

موتورهای هم زمان مغناطیس دائمی از موتورهای القایی سنتی در هر دو ساختار و اصول کار به طور قابل توجهی متفاوت است.در حالی که موتورهای القایی برای تولید میدان های مغناطیسی به جریان ایجاد شده در پیچ های روتور متکی هستند، PMSM از آهنرباهای دائمی که در روتور جاسازی شده اند یا نصب شده اند استفاده می کنند تا میدان مغناطیسی را فراهم کنند. این آهنرباها، که معمولاً از عناصر نادر زمین مانند نئودیمیوم یا کوبالت ساخته شده اند،ایجاد یک میدان مغناطیسی دائمی قوی در اطراف روتور.

PMSM ها مانند موتورهای حشره ای دارای یک استاتور هستند که برای ارائه قطب های مغناطیسی متعدد، معمولاً برای منبع تغذیه سه فاز تنظیم شده است. با این حال، تفاوت اصلی در روتور است:برخلاف موتورهای محرک که برای ایجاد میدان های مغناطیسی به لغزش چرخش بین میدان های روتور و استاتور وابسته هستند، روتورهای PMSM به طور مستقیم میدان مغناطیسی استاتور را دنبال می کنند. میدان مغناطیسی چرخش توسط مدارهای الکترونیکی ایجاد می شود که قطب های موتور مناسب را مغناطیسی می کنند و از آنها جدا می کنند.اجازه می دهد تا تغییرات بی نهایت سرعت و تغییر جهت چرخش از طریق تنظیم زمان یا الگوی.

این تفاوت ساختاری مزایای منحصر به فرد PMSM را فراهم می کند: روتور نیازی به تحریک جریان ندارد، از دست دادن انرژی را از بین می برد و به طور قابل توجهی کارایی موتور را بهبود می بخشد.کاهش تولید گرما همچنین طول عمر موتور را افزایش می دهد و نیازهای نگهداری را کاهش می دهد.

مزیت های اصلی موتورهای هم زمان مغناطیس دائمی

• کارایی فوق العاده:قابل توجه ترین مزیت PMSM بهره وری برتر آنها است. بدون تحریک جریان روتور و زیان های مرتبط با آن، آنها از نظر بهره وری از موتورهای القایی سنتی بسیار فراتر می روند.کاهش مصرف برق و هزینه های عملیاتی در حالی که نیازهای صرفه جویی در انرژی را برآورده می کند.
• چگالي قدرت بالاتري:PMSM تراکم قدرت بیشتری را ارائه می دهد و در محدوده اندازه و وزن یکسان قدرت بیشتری را ارائه می دهد.این باعث می شود که آنها به ویژه در کاربردهای فضای محدود مانند وسایل نقلیه الکتریکی و هوافضا سودمند باشند..
• عملکرد کنترل برتر:PMSM سرعت عالی، چرخش و دقت کنترل موقعیت را فراهم می کند، و آنها را برای برنامه هایی که نیاز به کنترل دقیق مانند رباتیک و ماشین آلات CNC دارند، ایده آل می کند.
• طول عمر طولانی تر و نگهداری کمتر:بدون هیچ گونه از دست دادن جریان در روتور، PMSM باعث تولید گرما کمتر می شود و طول عمر عملیاتی را افزایش می دهد. طراحی آنها به طور معمول بدون تعمیر و نگهداری هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.
• تورک شروع بالاتر:PMSM در مقایسه با موتورهای اندیکشن می تواند گشتاور بزرگ تری را تولید کند، که آنها را برای کاربردهایی مانند جرثقیل ها و آسانسورها که نیاز به گشتاور اولیه بالا دارند مناسب می کند.

کاربرد در صنایع مختلف

موتورهای هم زمان مغناطیس دائمی به دلیل کارایی بالا، صرفه جویی در انرژی و تراکم قدرت خود در بخش های مختلف کاربرد گسترده ای پیدا می کنند:

• اتوماسیون صنعتی:در رباتیک، ماشین آلات CNC و درایوهای سرو برای کنترل دقیق موقعیت و سرعت استفاده می شود، افزایش بهره وری تولید و کیفیت محصول.
• وسایل نقلیه انرژی جدید:به عنوان اجزای اصلی در وسایل نقلیه الکتریکی عمل می کنند و با کارایی بالا و تراکم قدرت خود که محدوده و عملکرد را بهبود می بخشند، پیشبرد را فراهم می کنند.
• سیستم های تهویه مطبوع:در فن ها و پمپ ها برای عملکرد انرژی کارآمد، کاهش مصرف برق اجرا شده است.
• لوازم خانگی:در ماشین لباسشویی، یخچال و تهویه مطبوع برای بهبود بهره وری انرژی و کاهش سر و صدا یافت می شود.
• هوافضا:استفاده می شود در سیستم های کنترل هواپیما و شروع موتور که در آن قابلیت اطمینان بالا و خواص سبک وزن ضروری است.

ملاحظات انتخاب

انتخاب موتور هم زمان مقناطیس دائمی مناسب نیاز به بررسی دقیق چندین عامل کلیدی دارد:

• قدرت و سرعت:تعیین قدرت خروجی مورد نیاز و محدوده سرعت بر اساس نیازهای برنامه کاربردی.
• ولتاژ و جریان:موتورها را که با مشخصات منبع برق موجود مطابقت دارند انتخاب کنید.
• رتبه بندی کارایی:درجه بهره وری بالاتر به طور کلی نشان دهنده عملکرد بهتر و هزینه های انرژی پایین تر است.
• درجه حفاظت:سطح حفاظت مناسب برای محیط های عملیاتی خاص را انتخاب کنید.
• روش کنترل:انتخاب بین کنترل وکتور، کنترل چرخش مستقیم، یا روش های دیگر بر اساس الزامات دقت.
• نوع نصب:گزینه های نصب افقی یا عمودی را بر اساس محدودیت های فضایی در نظر بگیرید.
• برند و تامین کننده:برای اطمینان از کیفیت و خدمات، از تولیدکنندگان معتبر با پشتیبانی فنی قوی استفاده کنید.

درک اطلاعات برچسب نام موتور

تابلوهای نام موتور مشخصات فنی اساسی را مطابق با استانداردهای IEC ارائه می دهند که معمولاً شامل:

• نام سازنده، مدل و شماره سری
• ولتاژ نامی و جریان بار کامل
• فرکانس نامی
• تعداد مراحل
• سرعت نامی در حالت بار کامل
• افزایش درجه حرارت نامی یا کلاس عایق بندی
• دمای محیطی نامی
• چرخه کار نامی
• قدرت نامی (کیلو وات)
• کلاس بهره وری IE

امتیازات موتور و ویژگی های عملیاتی

درجه بندی موتور نشان دهنده پارامترهای عملیاتی امن در شرایط خاص، از جمله قدرت، ولتاژ، جریان، سرعت و افزایش دمای است.تولید کنندگان موتورها را بر اساس استاندارد های IEC 60034-1 آزمایش و ارزیابی می کنند، که محدودیت های عملیاتی را برای شرایط میدان تعریف می کنند.

موتورهای عمومی با فن های خنک کننده یکپارچه با دینامومترها در شرایط محیطی استاندارد (درجات حرارت بین -15 °C و 40 °C در ارتفاع تا 1000 متر) آزمایش می شوند.این ها به عنوان "کاملاً بسته شده و با فن خنک شده" (TEFC) رتبه بندی شده اند.موتورهای طراحی شده برای کاربردهای فن های مستقیم در هنگام نصب در فن ها آزمایش می شوند، با رتبه بندی هایی که به عنوان "Air Over Motor" (AOM) یا "Totally Enclosed Air Over" (TEAO) توصیف می شوند.

توجه به فاکتور جریان و قدرت

هنگامی که به طور مستقیم به ولتاژ کامل متصل می شوند، موتورهای القایی به طور معمول جریان های شروع پنج تا هفت برابر بیشتر از جریان بار کامل را جذب می کنند.یا روش های شروع ستاره دلتا می تواند این افزایش اولیه را کاهش دهد.

فاکتور قدرت (PF) ، که نشان دهنده تفاوت فاز بین ولتاژ و موج های فعلی است، بر طراحی مدار تأثیر می گذارد. PF کمتر از 1 ممکن است نیاز به کابل های بزرگتر و تجهیزات سوئیچ داشته باشد.در حالی که خازن های اصلاح فاکتور قدرت می توانند PF را بهبود بخشند، آنها هزینه های اضافی قابل توجهی را به همراه دارند.

با عملکرد برجسته و پتانسیل کاربرد گسترده خود، موتورهای هم زمان مغناطیس دائمی در حال پیشبرد تکامل فناوری موتور هستند.PMSM نقش مهمی را در صنایع مختلف ایفا خواهد کرد، بهره وری بالاتر، مصرف انرژی کمتر و عملیات پایدارتر را ارائه می دهد.