موتور درایو مستقیم آهنربای دائم

در سال های اخیر، موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم پیشرفت قابل توجهی داشته اند و عمدتاً در بارهای کم سرعت مانند تسمه نقاله ها، میکسرها، ماشین های سیم کشی، پمپ های کم سرعت، جایگزینی سیستم های الکترومکانیکی متشکل از موتورهای پرسرعت و مکانیکی استفاده می شوند. مکانیسم های کاهش محدوده سرعت موتور معمولا زیر 500 دور در دقیقه است. موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم را می توان به طور عمده به دو شکل ساختاری تقسیم کرد: روتور خارجی و روتور داخلی. درایو مستقیم آهنربای دائم روتور خارجی عمدتاً در تسمه نقاله استفاده می شود.

در طراحی و کاربرد موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم باید توجه داشت که درایو مستقیم آهنربای دائم برای سرعت های خروجی به خصوص پایین مناسب نیست. زمانی که بیشتر بارها در داخل50r/min توسط یک موتور محرک مستقیم هدایت می شود، اگر قدرت ثابت بماند، منجر به گشتاور زیادی می شود که منجر به هزینه های موتور بالا و کاهش راندمان می شود. هنگامی که قدرت و سرعت تعیین می شود، لازم است بازده اقتصادی ترکیب موتورهای محرک مستقیم، موتورهای با سرعت بالاتر و چرخ دنده ها (یا سایر ساختارهای مکانیکی افزایش و کاهش سرعت) مقایسه شود. در حال حاضر، توربین‌های بادی بالای 15 مگاوات و کمتر از 10 دور در دقیقه به تدریج از یک طرح درایو نیمه مستقیم استفاده می‌کنند و از چرخ دنده‌ها برای افزایش مناسب سرعت موتور، کاهش هزینه‌های موتور و در نهایت کاهش هزینه‌های سیستم استفاده می‌کنند. همین امر در مورد موتورهای الکتریکی نیز صدق می کند. بنابراین، زمانی که سرعت زیر 100 دور در دقیقه است، ملاحظات اقتصادی باید به دقت در نظر گرفته شوند و می توان یک طرح رانندگی نیمه مستقیم انتخاب کرد.

موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم معمولاً از روتورهای آهنربای دائم نصب شده روی سطح برای افزایش چگالی گشتاور و کاهش مصرف مواد استفاده می کنند. به دلیل سرعت چرخش کم و نیروی گریز از مرکز کوچک، نیازی به استفاده از ساختار روتور آهنربای دائم داخلی نیست. به طور کلی، میله های فشار، آستین های فولادی ضد زنگ و آستین های محافظ فایبرگلاس برای تثبیت و محافظت از آهنربای دائمی روتور استفاده می شود. با این حال، برخی از موتورها با الزامات قابلیت اطمینان بالا، تعداد قطب های نسبتاً کوچک یا ارتعاشات بالا نیز از ساختارهای روتور آهنربای دائم داخلی استفاده می کنند.

موتور درایو مستقیم با سرعت پایین توسط یک مبدل فرکانس به حرکت در می آید. هنگامی که طراحی شماره قطب به حد بالایی می رسد، کاهش بیشتر سرعت منجر به فرکانس کمتر می شود. هنگامی که فرکانس مبدل فرکانس پایین است، چرخه وظیفه PWM کاهش می یابد و شکل موج ضعیف است که می تواند منجر به نوسانات و سرعت ناپایدار شود. بنابراین کنترل موتورهای درایو مستقیم با سرعت پایین نیز بسیار دشوار است. در حال حاضر، برخی از موتورهای با سرعت بسیار پایین از طرح موتور مدولاسیون میدان مغناطیسی برای استفاده از فرکانس رانندگی بالاتر استفاده می کنند.

موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائمی با سرعت پایین عمدتاً می توانند با هوا خنک شوند و خنک شوند. خنک کننده هوا عمدتاً از روش خنک کننده IC416 فن های مستقل استفاده می کند و خنک کننده مایع می تواند خنک کننده آب باشد (IC71 وات) که با توجه به شرایط در محل قابل تعیین است. در حالت خنک کننده مایع می توان بار حرارتی را بیشتر طراحی کرد و سازه را فشرده تر کرد، اما باید به افزایش ضخامت آهنربای دائمی برای جلوگیری از مغناطیس زدایی جریان اضافه توجه کرد.

برای سیستم های موتور درایو مستقیم با سرعت پایین با الزامات کنترل سرعت و دقت موقعیت، لازم است سنسورهای موقعیت اضافه شوند و یک روش کنترل با سنسورهای موقعیت اتخاذ شود. علاوه بر این، هنگامی که نیاز به گشتاور بالا در هنگام راه اندازی وجود دارد، یک روش کنترل با سنسور موقعیت نیز مورد نیاز است.

اگرچه استفاده از موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم می تواند مکانیسم کاهش اصلی را حذف کند و هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش دهد، یک طراحی غیر منطقی می تواند منجر به هزینه های بالایی برای موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم و کاهش راندمان سیستم شود. به طور کلی، افزایش قطر موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم می تواند هزینه هر واحد گشتاور را کاهش دهد، بنابراین موتورهای درایو مستقیم را می توان به یک دیسک بزرگ با قطر بیشتر و طول پشته کوتاه تر تبدیل کرد. با این حال، محدودیت هایی نیز برای افزایش قطر وجود دارد. قطر بیش از حد بزرگ می تواند هزینه پوشش و شفت را افزایش دهد و حتی مصالح ساختاری به تدریج از هزینه مواد موثر فراتر می رود. بنابراین طراحی یک موتور درایو مستقیم مستلزم بهینه سازی نسبت طول به قطر برای کاهش هزینه کلی موتور است.

در نهایت، مایلم تاکید کنم که موتورهای درایو مستقیم آهنربای دائم هنوز هم موتورهایی با مبدل فرکانس هستند. ضریب قدرت موتور بر جریان سمت خروجی مبدل فرکانس تأثیر می گذارد. تا زمانی که در محدوده ظرفیت مبدل فرکانس باشد، ضریب توان تأثیر کمی بر عملکرد دارد و بر ضریب توان در سمت شبکه تأثیر نخواهد گذاشت. بنابراین، طراحی ضریب توان موتور باید تلاش کند تا اطمینان حاصل شود که موتور درایو مستقیم در حالت MTPA کار می کند، که حداکثر گشتاور را با حداقل جریان تولید می کند. دلیل مهم این است که فرکانس موتورهای درایو مستقیم به طور کلی کم است و تلفات آهن بسیار کمتر از تلفات مس است. استفاده از روش MTPA می تواند تلفات مس را به حداقل برساند. تکنسین ها نباید تحت تأثیر موتورهای ناهمزمان متصل به شبکه سنتی قرار گیرند و هیچ مبنایی برای قضاوت در مورد کارایی موتور بر اساس مقدار جریان در سمت موتور وجود ندارد.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd یک شرکت مدرن با فناوری پیشرفته است که تحقیق و توسعه، ساخت، فروش و خدمات موتورهای آهنربای دائم را ادغام می کند. تنوع محصول و مشخصات کامل است. در میان آنها، موتورهای آهنربای دائمی با سرعت پایین (7.5-500rpm) به طور گسترده در بارهای صنعتی مانند فن ها، تسمه نقاله ها، پمپ های پلانجری و آسیاب ها در سیمان، مصالح ساختمانی، معادن زغال سنگ، نفت، متالورژی و سایر صنایع استفاده می شود. ، با شرایط کاری خوب