Perinteisiin sähköherätysmoottoreihin verrattuna kestomagneettimoottoreilla, erityisesti harvinaisten maametallien kestomagneettimoottoreilla, on yksinkertainen rakenne ja luotettava toiminta.Pieni tilavuus ja kevyt paino;Pieni häviö ja korkea hyötysuhde;Moottorin muoto ja koko voivat olla joustavat ja monipuoliset.Siksi sovellusalue on erittäin laaja, lähes kaikilla ilmailu-, maanpuolustus-, teollisuus- ja maataloustuotannon sekä jokapäiväisen elämän aloilla.Useiden tyypillisten kestomagneettimoottorien pääominaisuudet ja sovellukset esitellään alla.
1. Perinteisiin generaattoreihin verrattuna harvinaisten maametallien kestomagneettisynkroniset generaattorit eivät tarvitse liukurenkaita ja harjalaitteita, koska niissä on yksinkertainen rakenne ja pienempi vika.Harvinaisen maametallin kestomagneetti voi myös lisätä ilmavälin magneettista tiheyttä, nostaa moottorin nopeutta optimaaliseen arvoon ja parantaa teho-massasuhdetta.Harvinaisten maametallien kestomagneettigeneraattoreita käytetään lähes kaikkia nykyaikaisissa ilmailu- ja avaruusgeneraattoreissa.Sen tyypillisiä tuotteita ovat General Electric Company of American valmistamat 150 kVA 14-napaiset 12 000 r/min ~ 21 000 r/min ja 100 kVA 60 000 r/min harvinaisten maametallien kobolttikestomagneettisynkroniset generaattorit.Ensimmäinen Kiinassa kehitetty harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori on 3 kW:n 20 000 r/min kestomagneettigeneraattori.
Kestomagneettigeneraattoreita käytetään myös suurten turbogeneraattoreiden apuherättiminä.1980-luvulla Kiina kehitti menestyksekkäästi maailman suurimman harvinaisten maametallien kestomagneettiapuherättimen, jonka kapasiteetti oli 40 kVA - 160 kVA ja varustettu 200 MW - 600 MW turbogeneraattoreilla, mikä paransi huomattavasti voimalaitosten toiminnan luotettavuutta.
Tällä hetkellä polttomoottorikäyttöiset pienet generaattorit, ajoneuvojen kestomagneettigeneraattorit ja suoraan tuulipyörillä toimivat pienet kestomagneettituuligeneraattorit ovat vähitellen yleistymässä.
2. Tehokas kestomagneettisynkroninen moottori Verrattuna oikosulkumoottoriin, kestomagneettisynkroninen moottori ei tarvitse reaktiivista herätevirtaa, mikä voi parantaa merkittävästi tehokerrointa (jopa 1 tai jopa kapasitiivinen), vähentää staattorin virtaa ja staattorin vastushäviötä, ja roottorin kuparihäviötä ei tapahdu vakaan toiminnan aikana, mikä vähentää tuuletinta (pienitehoinen moottori voi jopa poistaa tuulettimen) ja vastaavaa tuulen kitkahäviötä.Verrattuna saman spesifikaation omaavaan induktiomoottoriin hyötysuhdetta voidaan lisätä 2 ~ 8 prosenttiyksikköä.Lisäksi kestomagneettisynkroninen moottori voi pitää korkean hyötysuhteen ja tehokertoimen nimelliskuormitusalueella 25% ~ 120%, mikä tekee energiansäästövaikutuksesta merkittävämmän ajettaessa kevyessä kuormituksessa.Yleensä tällainen moottori on varustettu roottorin käynnistyskäämityksellä, joka pystyy käynnistymään suoraan tietyllä taajuudella ja jännitteellä.Tällä hetkellä sitä käytetään pääasiassa öljykentillä, tekstiili- ja kemiankuituteollisuudessa, keramiikka- ja lasiteollisuudessa, puhaltimissa ja pumpuissa, joilla on pitkä vuosikäyttöaika jne.
Maamme itsenäisesti kehittämä NdFeB-kestomagneettisynkroninen moottori, jolla on korkea hyötysuhde ja korkea käynnistysmomentti, voi ratkaista "isojen hevoskärryjen" ongelman öljykenttäsovelluksessa.Käynnistysmomentti on 50 % ~ 100 % suurempi kuin oikosulkumoottorin, joka voi korvata oikosulkumoottorin suuremmalla perusnumerolla, ja virransäästöaste on noin 20 %.
Tekstiiliteollisuudessa kuormitushitausmomentti on suuri, mikä vaatii suurta vetomomenttia.Kuormittamattoman vuotokertoimen, näkyvän napasuhteen, roottorin vastuksen, kestomagneetin koon ja kestomagneettisynkronisen moottorin staattorin käämityskierrosten järkevä suunnittelu voi parantaa kestomagneettimoottorin vetokykyä ja edistää sen käyttöä uusilla tekstiili- ja kemiankuituteollisuudella.
Suurvoimaloissa, kaivoksissa, öljy-, kemian- ja muilla teollisuudenaloilla käytettävät puhaltimet ja pumput kuluttavat suuria energiaa, mutta tällä hetkellä käytettävien moottoreiden hyötysuhde ja tehokerroin ovat alhaiset.NdFeB-kestomagneettien käyttö parantaa tehokkuutta ja tehokerrointa, säästää energiaa, vaan sillä on myös harjaton rakenne, mikä parantaa toimintavarmuutta.Tällä hetkellä 1 120 kW kestomagneettisynkroninen moottori on maailman tehokkain asynkroninen käynnistystehokas harvinaisten maametallien kestomagneettimoottori.Sen hyötysuhde on yli 96,5 % (sama moottorin hyötysuhde on 95 %) ja sen tehokerroin on 0,94, mikä voi korvata tavallisen moottorin 1 ~ 2 teholuokkaa sitä suuremmalla.
3. AC-servo-kestomagneettimoottori ja harjaton DC-kestomagneettimoottori käyttävät nyt yhä enemmän vaihtuvataajuista virtalähdettä ja AC-moottoria muodostamaan AC-nopeudensäätöjärjestelmän tasavirtamoottorin nopeudensäätöjärjestelmän sijaan.Vaihtovirtamoottoreissa kestomagneettisynkronimoottoreiden nopeus pysyy vakiona virransyötön taajuuden kanssa vakaan toiminnan aikana, jotta sitä voidaan käyttää suoraan avoimen silmukan vaihtelevan taajuuden nopeudensäätöjärjestelmässä.Tällainen moottori käynnistetään yleensä taajuusmuuttajan taajuuden asteittaisella lisäyksellä.Roottorin käynnistyskäämiä ei tarvitse asettaa, ja harja ja kommutaattori jätetään pois, joten huolto on kätevää.
Itsesynkroninen kestomagneettimoottori koostuu kestomagneettisynkronisesta moottorista, joka saa virtansa taajuusmuuttajasta ja roottorin asennon suljetun silmukan ohjausjärjestelmästä, jolla ei ole vain sähköisesti viritetyn tasavirtamoottorin erinomainen nopeudensäätökyky, vaan myös harjaton.Sitä käytetään pääasiassa tilanteissa, joissa ohjaustarkkuus ja luotettavuus on korkea, kuten ilmailu, ilmailu, CNC-työstökoneet, koneistuskeskukset, robotit, sähköajoneuvot, tietokoneiden oheislaitteet jne.
Tällä hetkellä on kehitetty NdFeB-kestomagneettisynkroninen moottori- ja käyttöjärjestelmä laajalla nopeusalueella ja Gao Heng -tehonopeussuhteella, jonka nopeussuhde on 1:22 500 ja rajanopeus 9 000 r/min.Kestomagneettimoottorin korkea hyötysuhde, pieni tärinä, alhainen melu ja suuri vääntötiheys ovat ihanteellisia moottoreita sähköajoneuvoissa, työstökoneissa ja muissa ajolaitteissa.
Ihmisten elintason jatkuvan kohenemisen myötä kodinkoneille asetettavat vaatimukset ovat yhä korkeammat.Esimerkiksi kotitalouksien ilmastointilaite ei ole vain suuri virrankuluttaja, vaan myös tärkein melulähde.Sen kehitystrendi on käyttää kestomagneettiharjatonta tasavirtamoottoria portaattomalla nopeudensäädöllä.Se voi säätää automaattisesti sopivan nopeuden huoneen lämpötilan muutoksen mukaan ja toimia pitkään, mikä vähentää melua ja tärinää, saa ihmiset tuntemaan olonsa mukavammaksi ja säästää 1/3 sähköstä verrattuna ilmastointilaitteeseen ilman nopeuden säätöä.Muut jääkaapit, pesukoneet, pölynkerääjät, tuulettimet jne. muuttuvat vähitellen harjattomiin tasavirtamoottoreihin.
4. Kestomagneetti DC-moottori DC-moottori käyttää kestomagneettiviritystä, joka ei vain säilytä sähköisesti viritetyn tasavirtamoottorin hyvät nopeudensäätöominaisuudet ja mekaaniset ominaisuudet, vaan sillä on myös yksinkertaisen rakenteen ja tekniikan ominaisuudet, pieni tilavuus, alhainen kuparin kulutus, korkea tehokkuus jne., koska virityskäämi ja virityshäviö jätetään pois.Siksi kestomagneetti-DC-moottoreita käytetään laajalti kodinkoneista, kannettavista elektronisista laitteista, sähkötyökaluista tarkkuusnopeus- ja asennonsiirtojärjestelmiin, jotka vaativat hyvää dynaamista suorituskykyä.Alle 50 W:n mikrotasavirtamoottoreista kestomagneettimoottoreiden osuus on 92 %, kun taas alle 10 W:n moottoreiden osuus on yli 99 %.
Tällä hetkellä Kiinan autoteollisuus kehittyy nopeasti, ja autoteollisuus on kestomagneettimoottorien suurin käyttäjä, jotka ovat autojen avainkomponentteja.Ylellisessä autossa on yli 70 eri käyttötarkoitusta moottoreita, joista suurin osa on pienjännitekestomagneetti-DC-mikromoottoreita.Kun NdFeB-kestomagneetteja ja planeettavaihteita käytetään autojen ja moottoripyörien käynnistysmoottoreissa, käynnistysmoottoreiden laatu voi puolittua.
Kestomagneettimoottorien luokitus
Kestomagneetteja on monenlaisia.Moottorin toiminnan mukaan se voidaan jakaa karkeasti kahteen luokkaan: kestomagneettigeneraattori ja kestomagneettimoottori.
Kestomagneettimoottorit voidaan jakaa kestomagneettisilla tasavirtamoottoreilla ja kestomagneettisilla AC-moottoreilla.Kestomagneetti-AC-moottori viittaa monivaiheiseen tahtimoottoriin, jossa on kestomagneettiroottori, joten sitä kutsutaan usein kestomagneettisynkroniseksi moottoriksi (PMSM).
Kestomagneettiset DC-moottorit voidaan jakaa kestomagneettiharjattomiin tasavirtamoottoreihin ja kestomagneettiharjattomiin tasavirtamoottoreihin (BLDM), jos ne luokitellaan sen mukaan, onko sähkökytkimiä tai kommutaattoreita.
Nykyään modernin tehoelektroniikan teoria ja tekniikka kehittyvät maailmassa voimakkaasti.Tehoelektroniikkalaitteiden, kuten MOSFET, IGBT ja MCT, myötä ohjauslaitteet ovat kokeneet perustavanlaatuisia muutoksia.Sen jälkeen kun F. Blaceke esitti AC-moottorin vektoriohjauksen periaatteen vuonna 1971, vektoriohjaustekniikan kehitys on käynnistänyt uuden aikakauden AC-servokäytön ohjauksessa, ja useita korkean suorituskyvyn mikroprosessoreita on jatkuvasti työnnetty ulos, mikä nopeuttaa kehitystä entisestään. AC-servojärjestelmästä DC-servojärjestelmän sijaan.On väistämätön trendi, että AC-I-servojärjestelmä korvaa DC-servojärjestelmän.Kuitenkin kestomagneettisynkronimoottori (PMSM) sinimuotoisella taka-EMF:llä ja harjattomalla tasavirtamoottorilla (BLIX~), jossa on puolisuunnikkaan muotoinen taka-emf, tulee varmasti valtavirtaan korkean suorituskyvyn AC-servojärjestelmän kehittämisessä niiden erinomaisen suorituskyvyn vuoksi.