ДвигательPMSM (синхронный двигатель с постоянными магнитами) - это тип электрического двигателя, который использует постоянные магниты на роторе и работает синхронно с вращающимся магнитным полем статора. Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) - это усовершенствованный тип электродвигателя переменного тока, который сочетает в себе преимущества как синхронных двигателей переменного тока, так и постоянных магнитов. Двигатели IPM, как правило, превосходят по производительности, особенно для сложных применений, но PMSM более экономичны и просты в управлении для более простых задач.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) состоит из двух основных частей: неподвижного статора и вращающегося ротора.
Сердечник статора (пластины): Неподвижная часть двигателя. Он изготовлен из тонких изолированных листов кремнистой стали (пластин), уложенных вместе. Эти пластины уменьшают потери на вихревые токи и гистерезис при работе двигателя от сети переменного тока. Внутренняя окружность сердечника статора имеет прорези.
Обмотки статора: Медные катушки (обычно трехфазные) помещаются в пазы сердечника статора. Когда по этим обмоткам протекает переменный ток, они создают вращающееся магнитное поле. Обмотки изолированы для предотвращения коротких замыканий.
Корпус/рама статора: Внешний корпус, который удерживает сердечник статора и обмотки на месте, обеспечивает жесткость конструкции и обычно включает в себя монтажные ножки или фланцы. Он часто имеет ребра жесткости или предназначен для жидкостного охлаждения для отвода тепла.
Сердечник ротора (многослойный): Вращающаяся часть двигателя, также изготовленная из многослойной стали.
Постоянные магниты: Это отличительная черта PMSM. Постоянные магниты встроены в сердечник ротора или установлены на его поверхности. Эти магниты создают постоянное магнитное поле, которое взаимодействует с полем вращения статора.
Поверхностный постоянный магнит (SPMSM): Магниты крепятся к внешней поверхности сердечника ротора. Такая конструкция проще и обеспечивает более равномерный воздушный зазор.
Внутренние постоянные магниты (IPMSM): Магниты встроены в пластины сердечника ротора, часто в виде V-образных или тангенциальных элементов. Такая конструкция обеспечивает механическую надежность при работе на высоких скоростях и способствует возникновению реактивного момента, что способствует ослаблению магнитного поля и расширению диапазона скоростей.
• Вал ротора: центральный вал, к которому крепятся сердечник ротора и магниты. Этот вал выступает из корпуса двигателя и соединяется с механической нагрузкой.
Это небольшое, но очень важное пространство между внутренней поверхностью сердечника статора и внешней поверхностью ротора. Магнитное поле проходит через этот воздушный зазор, способствуя взаимодействию магнитных полей статора и ротора. Размер воздушного зазора существенно влияет на рабочие характеристики двигателя.
Расположены на обоих концах вала ротора, внутри торцевых щитков. Подшипники обеспечивают плавное вращение ротора с минимальным трением и выдерживают механические нагрузки от вала.
Это крышки на обоих концах корпуса двигателя, которые закрывают внутренние компоненты и обеспечивают крепление подшипников.
Хотя датчик положения не всегда встроен в физическое ядро двигателя, он почти всегда механически соединен с валом ротора (часто на стороне, не являющейся приводной). Этот датчик обеспечивает точную обратную связь о точном угловом положении ротора с электронной системой управления двигателем (частотно-регулируемым приводом или инвертором), что имеет решающее значение для точной коммутации и эффективной работы с использованием таких алгоритмов, как полевое управление (FOC).
Магнитное поле статора: Статор, который является неподвижной частью двигателя, имеет трехфазные обмотки (аналогично асинхронному двигателю). При подаче трехфазного переменного тока на эти обмотки создается вращающееся магнитное поле.
Постоянные магниты ротора: Ротор содержит постоянные магниты (часто изготовленные из редкоземельных материалов, таких как неодим), которые создают постоянное сильное магнитное поле.
Магнитное взаимодействие и синхронизация: Постоянные магнитные полюса ротора сильно притягиваются к вращающимся магнитным полюсам статора и отталкиваются от них. Это магнитное "притяжение" приводит к тому, что ротор "замыкается" и вращается с той же синхронной скоростью, что и магнитное поле статора.
Система управления: Для достижения точного контроля скорости и крутящего момента PMSM обычно требуют сложной электронной системы управления, чаще всего ориентированной на поле (FOC) или векторной. Эта система точно регулирует фазу и величину переменного тока, подаваемого на обмотки статора, для обеспечения плавного вращения, высокой эффективности и динамических характеристик.
| Особенность | PMSM (для поверхностного монтажа) | IPM (внутренний постоянный магнит) |
|---|---|---|
| Расположение магнитов | На поверхности ротора | Встроен внутрь ротора |
| Характеристики крутящего момента | Умеренный крутящий момент | Более высокий крутящий момент за счет инерционного момента |
| Возможность ослабления поля | Ограниченный | Отлично (лучше на высоких скоростях) |
| Стоимость | Обычно ниже | Выше из-за сложной конструкции |
| Эффективность | Высокая при постоянной скорости | Более высокая в более широком диапазоне скоростей |
| Термическая стабильность | Ниже | Лучшее охлаждение, а значит, и более высокая стабильность |
| Сложность управления | Проще в управлении | Требуется более совершенное управление |
Электромобили (EV) и гибридные электромобили (HEV)
Доминирующая технология двигателей во многих современных электромобилях благодаря их эффективности и удельной мощности.
Робототехника
Для точного управления движением и высокого отношения крутящего момента к инерции.
Промышленная автоматизация
Конвейерные системы, станки, сервоприводы, насосы, вентиляторы и воздуходувки, где решающее значение имеют энергоэффективность и точное управление.
Системы кондиционирования воздуха
Высокоэффективные компрессоры и вентиляторы.
Лифты и эскалаторы
Для бесперебойной и эффективной работы, часто в безредукторных конфигурациях.
Возобновляемые источники энергии
Ветряные турбины (в качестве генераторов) и другие системы распределенной генерации электроэнергии.
Стиральные машины (с прямым приводом)
Обеспечивают более эффективную и тихую работу без использования ремней.
Медицинское оборудование
Высокопроизводительный и надежный привод.
Мы являемсяпоставщиком мотор-редукторов на заказ. Мы можем настроить и спроектировать двигатели PMSM в соответствии с вашими потребностями. Всегда найдется двигатель, соответствующий вашим потребностям.
