Dlaczego silniki z magnesami trwałyymi stają się coraz bardziej popularne

W ostatnich latach najbardziej rozgłoszonym przemysłem motoryzacji elektrycznej są bez wątpienia silniki z magnesami trwałymi, które coraz bardziej zdobywają popularność. Powód takiego efektu leży nie tylko w napędzie modeli gospodarczych opartych na oszczędności energii i przyjaznych środowisku, ale także w wewnętrznych cechach silników z magnesami trwałymi.

Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie wysokowarunkowych materiałów magnetycznych trwałych, mocnych materiałów magnetycznych oraz technologii elektroniki mocy znacznie poszerzyły obszary zastosowań silników z magnesami trwałymi, takie jak robotyka, kosmos, narzędzia elektryczne, generatory, energia odnawialna, różnego rodzaju sprzęt medyczny oraz pojazdy elektryczne lub hybrydowe. Silniki z magnesami trwałymi znajdują zastosowanie wszędzie, a bez wyjątku oświadczają fakt, że silniki z magnesami trwałymi mają przewagę nad silnikami DC z bezszczotkową komutacją oraz wiele zalet w stosunku do tradycyjnych silników, takich jak silniki synchroniczne i indukcyjne.

(1) Strata miedziana wirnika wynosi zero, co prowadzi do wyższej naturalnej efektywności;

(2) Wysokie momenty obrotowe i moc wyjściowa na jednostkę objętości umożliwiają zastosowanie kompaktowych rozwiązań konstrukcyjnych;

(3) Usunięcie suwaków śliskich, przekształtników fazowych, węglików itp. upraszcza konstrukcję silnika i utrzymanie;

(4) Gęstość fluxu magnetycznego w przerwie powietrznej jest względnie wysoka w porównaniu do tradycyjnych silników, co daje lepszą wydajność dynamiczną;

(5) Może działać przy wysokim współczynniku mocy;

(6) Prosty sześciofazowy przełączany źródło napięcia może osiągnąć dokładne sterowanie momentem, prędkością i pozycją.

Silnik synchroniczny z magnesem trwałym składa się przede wszystkim z różnych elementów, takich jak wirnik, pokrywa końcowa i statyw. Budowa statywu silników synchronicznych z magnesem stałym jest bardzo podobna do budowy zwykłych silników indukcyjnych. Największą różnicą między konstrukcją wirnika a silnikami asynchronicznymi jest to, że na wirniku umieszczone są wysokiej jakości stałe magnesy polowe. W zależności od położenia trwałego magnesu na wirniku, silniki synchroniczne z magnesem stałym są zwykle dzielone na konstrukcję wirnika powierzchniowego i wbudowanego wirnika.

Umiejscowienie trwałych magnesów ma istotny wpływ na wydajność silników elektrycznych. Struktura wirnika typu powierzchniowego - Trwały magnes znajduje się na zewnętrznej powierzchni rdzenia wirnika. Ten rodzaj struktury wirnika jest prosty, ale generuje bardzo małe momenty asynchroniczne, co sprawia, że jest stosowany tylko w sytuacjach o niskich wymaganiach startowych i rzadko używany. Struktura wirnika wbudowanego - Trwały magnes znajduje się w rdzeniu żelaznym między prętem przewodnim klatki szynowej a wałem, zapewniając dobre właściwości startowe. Przez ogromną większość silników synchronicznych z trwały magnesami używa tej konstrukcji.

Rozruch i działanie silnika synchronicznego z magnesem trwałym odbywa się w wyniku oddziaływania pola magnetycznego generowanego przez obwód wirnika, obwód klatki wirującej oraz magnes trwały. Kiedy silnik jest nieruchomy, do obwodu statorowego stosuje się prąd trójfazowy symetryczny, generujący rotacyjne pole magnetyczne statora. Pole magnetyczne statora wygenerowuje prąd w obwodzie klatkowym względem obrotu wirnika, tworząc pole magnetyczne wirnika. Moment asynchroniczny powstał w wyniku oddziaływania między rotacyjnym polem magnetycznym statora a rotacyjnym polem magnetycznym wirnika powoduje przyspieszenie wirnika od stanu spoczynku. W trakcie tego procesu prędkość pola magnetycznego trwałego wirnika i rotacyjnego pola magnetycznego statora są różne, co prowadzi do momentu zmiennego.

Gdy wirnik przyspiesza do prędkości bliskiej prędkości synchronicznej, prędkość pola magnetycznego trwałego wirnika i prędkość rotującego pola magnetycznego statora są bliskie sobie równe. Prędkość rotującego pola magnetycznego statora jest nieco wyższa niż prędkość pola magnetycznego trwałego wirnika, a ich oddziaływanie generuje moment obrotowy, który wciąga wirnik do pracy synchronicznej. W trybie synchronicznym w wirniku nie powstaje prąd. W tym momencie tylko stała magnes na wirniku generuje pole magnetyczne, które oddziałuje z rotującym polem magnetycznym statora, generując napędzający moment obrotowy. Można wnioskować, że silnik synchroniczny o magnesach trwałych jest uruchamiany przez asynchroniczny moment wirnika. Po starcie wirnik przestaje być funkcjonalny, a napędzający moment obrotowy powstaje w wyniku oddziaływania pola magnetycznego generowanego przez magnes stały i zwój statora.

Aby dobrze wykonywać pracę w silnikach z magnesami trwałymi, niezbędny jest kluczowy akcesoriusz: materiały magnesów trwałych, magnesy neodymu-żelaza-boru. Spółka Dongguan Xinyuan Magnetic Products Co., Ltd. dysponuje własnym zakadem spiekania surowca neodymu-żelaza-boru, zajmuje się produkcją i przetwarzaniem magnesów trwałych neodymu-żelaza-boru od ponad 30 lat i ma bogate doświadczenie w produkcji stalowych magnesów dla silników. Nasz zespół badawczo-rozwojowy może współpracować i wspierać klientów, brać udział w badaniach i rozwoju produkcyjnych dopasowań oraz udzielać odpowiedniego wsparcia technicznego, aby osiągnąć szybszy i lepszy rozwój.