มอเตอร์แม่เหล็กนีโอไดเมียมขับตรง IP54 มอเตอร์ AC ความเร็วตัวแปร 90 กิโลวัตต์

ในภาคอุตสาหกรรมทั่วไป การเปลี่ยนมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประสิทธิภาพสูงแรงดันต่ำ (380/660/1140V) ระบบจะช่วยประหยัดพลังงานได้ 5% ถึง 30% และมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสประสิทธิภาพสูงแบบแรงดันสูง (6kV/10kV) ระบบบันทึก 2% ถึง 10%

ทำไมต้องเลือกมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบแม่เหล็กถาวร?

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิดแม่เหล็กถาวร (PMAC) มีข้อดีหลายประการเหนือมอเตอร์ประเภทอื่นๆ ได้แก่:

ประสิทธิภาพสูง: มอเตอร์ PMAC มีประสิทธิภาพสูงเนื่องจากไม่มีการสูญเสียทองแดงของโรเตอร์และการสูญเสียขดลวดที่ลดลงสามารถบรรลุประสิทธิภาพได้สูงถึง 97% ส่งผลให้ประหยัดพลังงานได้อย่างมาก

ความหนาแน่นของพลังงานสูง: มอเตอร์ PMAC มีความหนาแน่นของกำลังสูงกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์ประเภทอื่น ซึ่งหมายความว่าสามารถผลิตกำลังได้มากขึ้นต่อหน่วยขนาดและน้ำหนักทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในพื้นที่จำกัด

ความหนาแน่นของแรงบิดสูง: มอเตอร์ PMAC มีความหนาแน่นของแรงบิดสูง ซึ่งหมายความว่าสามารถผลิตแรงบิดได้มากขึ้นต่อหน่วยขนาดและน้ำหนักทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการแรงบิดสูง

ลดการบำรุงรักษา: เนื่องจากมอเตอร์ PMAC ไม่มีแปรง จึงต้องการการบำรุงรักษาน้อยและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่ามอเตอร์ประเภทอื่น

ปรับปรุงการควบคุม: มอเตอร์ PMAC มีการควบคุมความเร็วและแรงบิดที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์ประเภทอื่น ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการการควบคุมที่แม่นยำ

เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม: มอเตอร์ PMAC เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่ามอเตอร์ประเภทอื่นๆ เนื่องจากใช้โลหะหายาก ซึ่งรีไซเคิลได้ง่ายกว่าและก่อให้เกิดขยะน้อยกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์ประเภทอื่นๆ

โดยรวมแล้ว ข้อดีของมอเตอร์ PMAC ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงยานยนต์ไฟฟ้า เครื่องจักรอุตสาหกรรม และระบบพลังงานหมุนเวียน

แอปพลิเคชัน:

มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรสามารถใช้ร่วมกับตัวแปลงความถี่เพื่อสร้างระบบควบคุมความเร็วแบบไร้ขั้นตอนวงเปิดที่ดีที่สุด ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอุปกรณ์ส่งควบคุมความเร็วในปิโตรเคมี เส้นใยเคมี สิ่งทอ เครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ แก้ว ยาง บรรจุภัณฑ์, การพิมพ์, การทำกระดาษ, การพิมพ์และการย้อมสี, โลหะและอุตสาหกรรมอื่นๆ

มอเตอร์แม่เหล็กถาวร (หรือที่เรียกว่า PM) สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก: แม่เหล็กถาวรภายใน (IPM) และแม่เหล็กถาวรพื้นผิว (SPM)ทั้งสองประเภทสร้างฟลักซ์แม่เหล็กโดยแม่เหล็กถาวรที่ติดอยู่กับหรือด้านในของโรเตอร์

สพม

พื้นผิวแม่เหล็กถาวร

มอเตอร์ชนิดหนึ่งที่แม่เหล็กถาวรติดอยู่กับเส้นรอบวงของโรเตอร์

มอเตอร์ SPM มีแม่เหล็กติดอยู่ที่ด้านนอกของพื้นผิวโรเตอร์ ความแข็งแรงเชิงกลของมอเตอร์จึงอ่อนแอกว่ามอเตอร์ IPMความแข็งแรงเชิงกลที่อ่อนลงจะจำกัดความเร็วเชิงกลที่ปลอดภัยสูงสุดของมอเตอร์นอกจากนี้ มอเตอร์เหล่านี้ยังมีความเค็มแม่เหล็กที่จำกัดมาก (Ld ≈ Lq)ค่าความเหนี่ยวนำที่วัดได้ที่ขั้วโรเตอร์นั้นสอดคล้องกันโดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งของโรเตอร์เนื่องจากอัตราส่วนความเด่นที่ใกล้เคียงกัน การออกแบบมอเตอร์ SPM จึงอาศัยองค์ประกอบแรงบิดแม่เหล็กอย่างมาก หากไม่สมบูรณ์ เพื่อสร้างแรงบิด

ไอพีเอ็ม

ภายในแม่เหล็กถาวร

มอเตอร์ประเภทที่มีโรเตอร์ฝังแม่เหล็กถาวรเรียกว่า IPM

มอเตอร์ IPM มีแม่เหล็กถาวรฝังอยู่ในตัวโรเตอร์ตำแหน่งของแม่เหล็กถาวรทำให้มอเตอร์ IPM มีเสียงกลไกดีมาก และเหมาะสำหรับการทำงานที่ความเร็วสูงมาก ไม่เหมือนกับ SPMมอเตอร์เหล่านี้ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนความเค็มแม่เหล็กที่ค่อนข้างสูง (Lq > Ld)เนื่องจากความเค็มแม่เหล็ก มอเตอร์ IPM มีความสามารถในการสร้างแรงบิดโดยใช้ประโยชน์จากทั้งส่วนประกอบแม่เหล็กและแรงบิดแบบไม่ฝืนของมอเตอร์

ทำไมคุณควรเลือกมอเตอร์ IPM แทน SPM

1. แรงบิดสูงทำได้โดยใช้แรงบิดแบบไม่เต็มใจนอกเหนือจากแรงบิดแม่เหล็ก

2. มอเตอร์ IPM ใช้พลังงานน้อยลงถึง 30% เมื่อเทียบกับมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไป

3. ปรับปรุงความปลอดภัยทางกล เนื่องจากไม่เหมือนใน SPM แม่เหล็กจะไม่หลุดออกเนื่องจากแรงเหวี่ยง

4. สามารถตอบสนองการหมุนของมอเตอร์ความเร็วสูงโดยการควบคุมแรงบิดสองประเภทโดยใช้การควบคุมแบบเวกเตอร์

มอเตอร์แม่เหล็กถาวร (PM) แบบไร้แปรงถ่านทำงานด้วยแหล่งจ่ายไฟ AC จึงมักเรียกกันว่ามอเตอร์ PMACการใช้แม่เหล็กถาวรทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้ตัวนำ (แท่งโรเตอร์) ดังนั้นการสูญเสียของโรเตอร์จึงหมดไปการออกแบบนี้ทำให้สามารถรวมประสิทธิภาพสูง ความเร็วต่ำ และแรงบิดสูงไว้ในแพ็คเกจเดียวสำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก ประสิทธิภาพของมอเตอร์ PM อาจมากกว่ามอเตอร์ประสิทธิภาพมาตรฐานรุ่นเก่า 10% ถึง 15% ที่จุดโหลดเดียวกันประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ครอบคลุมช่วงโหลดของมอเตอร์ทั่วไปทั้งหมด

จะปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้อย่างไร?

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของมอเตอร์ สิ่งสำคัญคือการลดการสูญเสียของมอเตอร์การสูญเสียของมอเตอร์แบ่งออกเป็นการสูญเสียทางกลและการสูญเสียทางแม่เหล็กไฟฟ้าตัวอย่างเช่น สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบอะซิงโครนัส กระแสจะไหลผ่านขดลวดสเตเตอร์และโรเตอร์ ซึ่งจะทำให้เกิดการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียตัวนำ ในขณะที่สนามแม่เหล็กอยู่ในเหล็กมันจะทำให้เกิดกระแสไหลวนทำให้เกิดการสูญเสียฮิสเทรีซิส สนามแม่เหล็กอากาศที่มีฮาร์มอนิกสูงจะสร้างการสูญเสียที่หลงทางบนโหลด และจะมีการสูญเสียการสึกหรอระหว่างการหมุนของตลับลูกปืนและพัดลม

เพื่อลดการสูญเสียของโรเตอร์ คุณสามารถลดความต้านทานของขดลวดโรเตอร์ ใช้ลวดที่ค่อนข้างหนาและมีความต้านทานต่ำ หรือเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของช่องโรเตอร์แน่นอนว่าวัสดุมีความสำคัญมากการผลิตโรเตอร์ทองแดงตามเงื่อนไขจะลดการสูญเสียประมาณ 15%มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสในปัจจุบันนั้นเป็นโรเตอร์อลูมิเนียมโดยทั่วไป ดังนั้นประสิทธิภาพจึงไม่สูงนัก

ในทำนองเดียวกัน มีการสูญเสียทองแดงบนสเตเตอร์ ซึ่งสามารถเพิ่มหน้าสล็อตของสเตเตอร์ เพิ่มอัตราส่วนสล็อตเต็มของสเตเตอร์ และทำให้ความยาวปลายของขดลวดสเตเตอร์สั้นลงหากใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อเปลี่ยนขดลวดสเตเตอร์ ก็ไม่จำเป็นต้องผ่านกระแสแน่นอน ประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงได้อย่างเห็นได้ชัด ซึ่งเป็นเหตุผลพื้นฐานว่าทำไมมอเตอร์แบบซิงโครนัสจึงมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัส

สำหรับการสูญเสียเหล็กของมอเตอร์ สามารถใช้แผ่นเหล็กซิลิกอนคุณภาพสูงเพื่อลดการสูญเสียของฮิสเทรีซิส หรือสามารถยืดความยาวของแกนเหล็ก ซึ่งสามารถลดความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก และยังสามารถเพิ่มการเคลือบฉนวน .นอกจากนี้ กระบวนการบำบัดความร้อนก็มีความสำคัญเช่นกัน

ประสิทธิภาพการระบายอากาศของมอเตอร์มีความสำคัญมากกว่าเมื่ออุณหภูมิสูงการสูญเสียจะมากสามารถใช้โครงสร้างการระบายความร้อนที่สอดคล้องกันหรือวิธีการระบายความร้อนเพิ่มเติมเพื่อลดการสูญเสียแรงเสียดทาน

ฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูงจะทำให้เกิดการสูญเสียในขดลวดและแกนเหล็ก ซึ่งสามารถปรับปรุงการพันของสเตเตอร์และลดการสร้างฮาร์มอนิกที่มีลำดับสูงได้การรักษาฉนวนสามารถทำได้บนพื้นผิวของช่องโรเตอร์ และสามารถใช้โคลนช่องแม่เหล็กเพื่อลดผลกระทบของช่องแม่เหล็กได้

เนื่องจากความต้องการไดรฟ์หรือตัวควบคุม มอเตอร์ PMAC แบบปรับความเร็วได้จึงมีราคาสูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำประสิทธิภาพระดับพรีเมียมความเร็วคงที่มากอย่างไรก็ตาม มอเตอร์ PM มีความสามารถปรับความเร็วได้ ดังนั้นจึงเป็นอุปกรณ์ทดแทนที่เทียบเท่าสำหรับตัวขับความถี่แปรผันแบบปรับความกว้างพัลส์แบบอิเล็กทรอนิกส์ (VFD) ซึ่งควบคุมมอเตอร์สำหรับงานอินเวอร์เตอร์ประสิทธิภาพระดับพรีเมียมใหม่เมื่อเปลี่ยนมอเตอร์ความเร็วคงที่ในการใช้งานการไหลแบบแปรผัน การประหยัดพลังงานเนื่องจากความสามารถความเร็วแปรผันของมอเตอร์ PMAC จะช่วยประหยัดได้มากกว่าเนื่องจากประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นตลอดช่วงการทำงานทั้งหมด และตรงหรือเกินกว่ามาตรฐานประสิทธิภาพของ International Electrotechnical Commission (IEC) IE4