0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое синхронный двигатель с постоянными магнитами

Электрические машины

При разработке электрических машин хорошим помощником инженера являются современные инструменты моделирования, такие как ANSYS, которые широко используются для быстрого и точного прогнозирования характеристик будущих устройств. Численные методы, заложенные в основу вычислительных модулей, а именно метод конечных элементов, позволяют решать задачу по достижению наибольшей эффективности электрических машин, используя минимальное количество дорогостоящих материалов.

Наилучшие результаты можно получить при использовании ANSYS на ранней стадии процесса проектирования, когда на достижение оптимальной конструкции машин влияет весь рабочий процесс всестороннего междисциплинарного анализа.

Зачастую ошибки, накопленные в процессе разработки, приводят к тому, что параметры машины выходят за пределы заданного рабочего диапазона. В итоге появляется необходимость дорогостоящего перепроектирования в конце цикла разработки. Применяя решения ANSYS вы получаете многофункциональную виртуальную лабораторию для проектирования, разработки, оптимизации и тестирования электрических машин.

Синхронные двигатели

подвесной двигатель OUTBOARDMASTER

Мощность: 2 kW — 20 kW
Двигательный режим: 1 500, 3 000 rpm
Длина: 220 mm

Электрическая Машина Двигатели с постоянными магнитами в подвесном исполнении; доступны с воздушным или жидкостным охлаждением. Долговечный подвесной мотор предназначен для рабочих лодок или для не частого использования. Доступная мощность .

двигатель in-bord Motore Elettrico SHAFTMASTER

Мощность: 25 kW — 130 kW

Инновационная концепция судовой электросиловой установки EPS состоит в ассемблировании морской коробки передач RЕVERMATIC 11-700 RBD с электродвигателем, что позволяет максимизировать маневренность судна и увеличить производительность .

двигатель силовая установка Motore Elettrico PMSM

Мощность: 2 kW — 130 kW

TRANSFLUID производит для своих гибридных модулей трехфазные синхронные электрические машины с постоянными магнитами (PMSM Permanent Magnet Synchronous Machine), оснащенные естественным конвекционным воздушным охлаждением. Это решение .

двигатель силовая установка LPMR

Мощность: 100 kW — 1 000 kW
Двигательный режим: 1 800 rpm
Вес: 750, 2 430 kg

. LPMR представляет собой серию мощных двигателей/генераторов с постоянными магнитами (PMS, PMAC). Разработанные для применения в судостроении и морской электрической пропульсивной системы, с использованием двигателей серии LPMR уменьшают .

двигатель силовая установка MWB 400

Мощность: 10 kW — 150 kW
Двигательный режим: 1 000 rpm

. MWB400 — это специальная серия двигателей/генераторов с постоянными магнитами (PMS, PMAC), уникально спроектированная с внешним ротором и внутренним статором. Эта особенность делает их пригодными для специфических и инновационных применений .

двигатель in-bord SPM132

Мощность: 10 kW — 60 kW
Двигательный режим: 3 600 rpm
Вес: 70, 148 kg

. Имя SPM132, 10 — 60 кВт Эффективность: 95% Напряжение: 24 В постоянного тока — 380 В постоянного тока или 380 В переменного тока-600 В переменного тока Круто: Воздушное охлаждение В комплект поставки входит двигательная установка TEMA — .

двигатель in-bord

Мощность: 400 kW — 15 000 kW

. Группа Ingeteam производит все типы двигателей, как переменного, так и постоянного тока, необходимые для приводов, установленных на судах, особенно те, которые используются для электрического пропульсирования и производятся под маркой .

Двигатель с перманентными магнитами РМ

Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PM) – инновационный двигатель с точки зрения технологии электродвигателей, в котором сочетается высочайшая точность управления обычной скорости синхронного двигателя с простой конструкцией и надежностью асинхронного двигателя в беличьей клетке.
Механически двигатель PM похож на традиционный асинхронный двигатель с индукцией, тем не менее, с точки зрения производительности может демонстрировать более высокие результаты. Двигатели РМ серии “6S4 – 7S4”состоят из двух роторов с постоянными магнитами, генерирующими постоянное магнитное поле ротор проворачивается на той же скорости магнитного поле, генерируемого обмоткой статоре независимо от крутящего момент, требуемого валом, однако в целом асинхронный двигатель демонстрирует скольжение пропорциональное развиваемому крутящему моменту. Следовательно, отсутствуюют утечки, связанные с
намагничиванием ротора
, что передается в меньшем использовании электроэнергии для производства механической энергии и меньшего нагрева самого двигателя.
Следовательно, синхронизм улучшает динамические характеристики, обеспечивая постоянный момент при обширном диапазоне, высокую производительность в том числе и при низкой частоте (уровень эффективности намного выше, чем у асинхронных двигателей) и без необходимости использования принудительной вентиляции; постоянный момент при различных скоростях вращение ведет к упрощению кинематической цепи, со всеми преимуществами, вытекающими их их эксплуатации.
Постоянные магнитные двигателииспользуются в различных секторах. Особенно это выгодно там, где вес, размеры каркаса и расходы на техобслуживание. В последовательности они хорошо подходят для установки в насосных системах, вентиляции ОВКВ и трансмиссии компрессоры и лифты, а также во многих типах промышленного оборудования, например, для текстильной промышленности, металлургической и бумажно-целлюлозной.
Наиболее существенные конструктивные преимещства, следующие:
• Высокая эффективность
Высокая производительность при всем диапазоне скоростей, особенно на низких оборотах, когда эффективность выше, чем у асинхронных двигателей.
• Снижение потерь ротора
Постоянный крутящий моментпри всем диапазоне скоростей
• Высокая удельная мощность
• Точное управление скоростью даже без энкодера
Снижение перегрева, что ведет к увеличению срока службы изоляции, подшипников и других компонентов двигателя
Уменьшенные габаритные размеры и вес двигателя
• Быстрая окупаемость
Двигатели с постоянным магнитом РМ могут работать только при помощи инвертора.
Компания Elvem может поставлять собственным клиентам комплексные системы: двигатели РМ со встроенным или отдельным инвертором.

Читать еще:  Возможные неисправности двигателя мотоблока и способы их устранения

ELVEM S.R.L

Via delle Industrie, 42

36050 Cartigliano – Vicenza – Italy

Тел: +39 0424 513972/ +39 0424 35410

Факс: +39 0424 35405

ПОДПИСАТЬСЯ НА НОВОСТНУЮ РАССЫЛКУ

Сертификаты

Privacy Overview

Necessary cookies are absolutely essential for the website to function properly. This category only includes cookies that ensures basic functionalities and security features of the website. These cookies do not store any personal information.

Any cookies that may not be particularly necessary for the website to function and is used specifically to collect user personal data via analytics, ads, other embedded contents are termed as non-necessary cookies. It is mandatory to procure user consent prior to running these cookies on your website.

Рынок сбыта

Потребителями линейных электродвигателей являются производители высокоточного технологического оборудования (сверлильно-фрезерные станки, лазерные установки, раскройные комплексы, графопостроители, высокоточные позиционеры и др.) в Китайской народной республике, России, Украине, Белоруссии.

Исходя из вышесказанного, является целесообразным наладить выпуск широкой серии линейных электродвигателей для комплектования ими различного технологического оборудования.

Алгоритмы идентификации параметров синхронного двигателя с постоянными магнитами

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Ключевые слова

Об авторах

Список литературы

1. Nam K. H. AC Motor Control and Electric Vehicle Applications. CRC Press, 2010, 449 p.

2. Acarnley P. P., Watson J. F. Review of position-sensorless operation of brushless permanent-magnet machines, IEEE Trans. on Ind. Electron., April 2006, vol. 53, no. 2, pp. 352-362.

3. Бобцов А. А., Пыркин А. А., Ортега Р. Адаптивный наблюдатель магнитного потока для синхронного двигателя с постоянными магнитами // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Том 15. № 1. С. 40-45.

4. Bobtsov A. A., Pyrkin A. A., Ortega R., Vukosavic S. N., Stankovic A. M., Panteley E. V. A Robust Globally Convergent Position Observer for the Permanent Magnet Synchronous Motor, Automatica, Nov. 2015, vol. 61, pp. 47-54.

5. Ortega R., Shah D., Espinosa G., Hilairet M. Sensorless speed control of non-salient permanent magnet synchronous motors. Int. J. on Robust and Nonlinear Control, 2014, vol. 24, pp. 644-668.

6. Tomei P., Verrelli C. Observer-based speed tracking control for sensorless permanent magnet synchronous motors with unknown torque. IEEE Transactions on Automatic Control, 2011, vol. 56, no. 6, pp. 1484-1488.

7. Dib W., Ortega R., Malaize J. Sensorless control of permanent-magnet synchronous motor in automotive applications: Estimation of the angular position. In IECON 2011-37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society, 2011, pp. 728-733.

8. Lee J., Nam K., Ortega R., Praly L., Astolfi A. Sensorless control incorporating a nonlinear observer for surface-mount permanent magnet synchronous motors. IEEE Trans. on Power Electronics, vol. 25, no. 2, pp. 290-297, 2010.

9. Ortega R., Nam K., Praly L., Astolfi A., Hong J., Lee J. Sensorless control method and system for SPMSM using nonlinear observer. Korean Patent N 10-1091970, 2009.

10. Ortega R., Praly L., Astolfi A., Lee J., Nam K. H. Estimation of rotor position and speed of permanent magnet synchronous motors with guaranteed stability. Control Systems Technology, IEEE Trans., 2011, vol. 19, no. 3, pp. 601-614.

11. Ichikawa S., Tomita M., Doki S., Okuma S. Sensorless control of permanent magnet synchronous motors using online parameter identification based on system identification theory. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2006, vol. 53, no. 2, pp. 363-372. doi: 10.1109/TIE.2006.870875.

Читать еще:  2110 время запуска двигателя

12. Piippo A., Hinkkanen M., Luomi J. Adaptation of motor parameters in sensorless PMSM drives. IEEE Transactions on Industry Applications, 2009, vol. 45, no. 1, pp. 203-212. doi: 10.1109/TIA.2008.2009614.

13. Кибартене Ю. В. Синхронный электродвигатель с неподвижным ротором как объект идентификации электрических параметров // Известия Томского политехнического университета. 2009. Т. 315. № 4, с. 82-84.

14. Hinkkanen M., Tuovinen T., Harnefors L., Luomi J. A combined position and stator-resistance observer for salient PMSM drives: Design and stability analysis, IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2012, vol. 27, no. 2, pp. 601-609.

15. Kisck D., Chanag J., Kang D., Kim J., Anghel D. Parameter identification of permanent-magnet synchronous motors for sensorless control, Rev. Roum. Sci. Techn.-E’lectrotechn. et E’nerg, vol. 55 no. 2, pp. 132-142, 2010.

16. Мирошник И. В., Никифоров В. О., Фрадков А. Л. Нелинейное и адаптивное управление сложными динамическими системами. СПб.: Наука, 2000. 549 с.

17. Schneider Electric. BMP Synchronous motor, Motor manual, V1.00, 12.2012, 2012.

Для цитирования:

Базылев Д.Н., Бобцов А.А., Пыркин А.А., Чежин М.С. Алгоритмы идентификации параметров синхронного двигателя с постоянными магнитами. Мехатроника, автоматизация, управление. 2016;17(3):193-198. https://doi.org/10.17587/mau/17.193-198

For citation:

Bazylev D.N., Bobtsov A.A., Pyrkin A.A., Chezhin M.S. Parameter Identification Algorithms for the Synchronous Motors with Permanent Magnets. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2016;17(3):193-198. (In Russ.) https://doi.org/10.17587/mau/17.193-198


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

Двигатели с постоянными магнитами

Двигатели с постоянными магнитами (английский PMMS) создают крутящий момент благодаря взаимодействию токов статора с постоянными магнитами внутри или снаружи ротора. Электродвигатели с поверхностным расположением магнитов являются маломощными и используются в IT оборудовании, офисной технике, автомобильном транспорте. Электродвигатели со встроенными магнитами (IPM) распространены в мощных машинах, используемых в промышленности.

Двигатели с постоянными магнитами (ПМ) могут использовать концентрированные (с коротким шагом) обмотки, если пульсации вращающего момента не являются критичными, но распределенные обмотки являются нормой в ПМ.

Поскольку PMMS не имеют механических коммутаторов, то преобразователи играют важную роль в процессе контроля тока обмотки.

В отличии от других видов бесщеточных электродвигателей, PMMS не требуют тока возбуждения, необходимого для поддерживания магнитного потока ротора. Следовательно, они способны обеспечить максимальный крутящий момент на единицу объема и могут быть лучшим выбором, если требования к массо-габаритным показателям выходят на первый план.

К наибольшим недостаткам таких машин можно отнести их очень высокую стоимость. Высокопроизводительные электрические машины с постоянными магнитами используют такие материалы как неодим и диспрозий. Данные материалы относятся к редкоземельным и добываются в геополитически нестабильных странах, что приводит к высоким и нестабильным ценам.

Также постоянные магниты добавляют производительности при работе на низких скоростях, но являются «Ахиллесовой пятой» при работе на высоких. Например, при увеличении скорости машины с постоянными магнитами возрастет и ее ЭДС, постепенно приближаясь к напряжению питания инвертора, при этом снизить поток машины не представляется возможным. Как правило, номинальная скорость является максимальной для ПМ с поверхностно-магнитной конструкцией при номинальном напряжении питания.

На скоростях больше номинальной, для электродвигателей с постоянными магнитами типа IPM, используют подавление активного поля, что достигается путем манипуляций с током статора при помощи преобразователя. Диапазон скорости, в котором двигатель может надежно работать, ограничен примерно 4:1.

Необходимость ослабления поля в зависимости от скорости приводит к потерям независящим от вращающего момента. Это снижает КПД на высоких скоростях, и особенно при малых нагрузках. Этот эффект наиболее актуален при использовании ПМ в качестве тягового автомобильного электропривода, где высокая скорость на автостраде неизбежно влечет за собой необходимость ослабления магнитного поля. Часто разработчики выступают за применение двигателей с постоянными магнитами в качестве тяговых электроприводов электромобилей, однако их эффективность при работе в данной системе довольно сомнительна, особенно после вычислений связанных с реальными циклами вождения. Некоторые производители электромобилей сделали переход от ПМ к асинхронным электродвигателям в качестве тяговых.

Также к существенным недостаткам электродвигателей с постоянными магнитами можно отнести их трудно управляемость в условиях неисправности из-за присущей им противо-ЭДС. Ток будет протекать в обмотках, даже при выключенном преобразователе, пока вращается машина. Это может приводить к перегреву и другим неприятным последствиям. Потеря контроля над ослабленным магнитным полем, например при аварийном отключении источника питания, может привести к неподконтрольной генерации электрической энергии и, как следствие, к опасному возрастанию напряжения.

Читать еще:  Шкода рапид какой двигатель брать

Рабочие температуры – это еще одна не самая сильная сторона ПМ, кроме машин, изготовленных из самарий-кобальта. Также большие броски тока инвертора могут привести к размагничиванию.

Максимальная скорость PMMS ограничивается механической прочностью крепления магнитов. В случае повреждения ПМ его ремонт, как правило, осуществляется на заводе изготовителе, так как извлечение и безопасная обработка ротора практически невозможна в обычных условиях. И, наконец, утилизация. Да это тоже доставляет немного хлопот после окончания срока службы машины, но наличие редкоземельных материалов в этой машине должно упростить этот процесс в ближайшем будущем.

Несмотря на перечисленные выше недостатки, электродвигатели с постоянными магнитами являются непревзойденными с точки зрения низкоскоростных мелкогабаритных механизмов и устройств.

Конструкции и типы синхронного электродвигателя с постоянными магнитами

Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами, как и любой вращающийся электродвигатель, состоит из ротора и статора. Статор — неподвижная часть, ротор — вращающаяся часть.

Обычно ротор располагается внутри статора электродвигателя, также существуют конструкции с внешним ротором — электродвигатели обращенного типа.

Ротор состоит из постоянных магнитов. В качестве постоянных магнитов используются материалы с высокой коэрцитивной силой.

    По конструкции ротора синхронные двигатели делятся на:
  • электродвигатели с явно выраженными полюсами;
  • электродвигатели с неявно выраженными полюсами.

Электродвигатель с неявно выраженными полюсами имеет равную индуктивность по продольной и поперечной осям L d = L q, тогда как у электродвигателя с явно выраженными полюсами поперечная индуктивность не равна продольной L q ≠ L d.

    Также по конструкции ротора СДПМ делятся на:
  • синхронный двигатель c поверхностной установкой постоянных магнитов
    (англ. SPMSM — surface permanent magnet synchronous motor);
  • синхронный двигатель со встроенными (инкорпорированными) магнитами
    (англ. IPMSM — interior permanent magnet synchronous motor).

Статор состоит из корпуса и сердечника с обмоткой. Наиболее распространены конструкции с двух- и трехфазной обмоткой.

    В зависимости от конструкции статора синхронный двигатель с постоянными магнитами бывает:
  • с распределенной обмоткой;
  • с сосредоточенной обмоткой.

Распределенной называют такую обмотку, у которой число пазов на полюс и фазу Q = 2, 3. k.

Сосредоточенной называют такую обмотку, у которой число пазов на полюс и фазу Q = 1. При этом пазы расположены равномерно по окружности статора. Две катушки, образующие обмотку, можно соединить как последовательно, так и параллельно. Основной недостаток таких обмоток — невозможность влияния на форму кривой ЭДС [2].

    Форма обратной ЭДС электродвигателя может быть:
  • трапецеидальная;
  • синусоидальная.

Форма кривой ЭДС в проводнике определяется кривой распределения магнитной индукции в зазоре по окружности статора.

Известно, что магнитная индукция в зазоре под явно выраженным полюсом ротора имеет трапециидальную форму. Такую же форму имеет и наводимая в проводнике ЭДС. Если необходимо создать синусоидальную ЭДС, то полюсным наконечникам придают такую форму, при которой кривая распределения индукции была бы близка к синусоидальной. Этому способствуют скосы полюсных наконечников ротора [2].

Каква е разликата между синхронните и асинхронните електродвигатели?

Ако два съвременни електродвигателя от същия тип и от другия тип са поставени един до друг, тогава е трудно да ги разграничим по външни признаци дори от специалист.

По същество тяхната основна разлика се разглежда в примерите на принципите на работа на тези електродвигатели. Те се различават по дизайн на ротора . Роторът на синхронния двигател се състои от намотки, а асинхронният ротор е комплект от плочи.

Статорите на един и на други електрически двигатели са почти неразличими и представляват набор от намотки, но статорът на синхронния електродвигател може да бъде сглобен от постоянни магнити.

Скоростта на синхронния двигател съответства на честотата на тока, който се подава към него, а скоростта на асинхронния двигател леко изостава от текущата честота.

Те се различават по области на приложение . Например, синхронни електродвигатели се монтират за задвижване на оборудване, което работи с постоянна скорост на въртене (помпи, компресори и др.), Без да я намалява с увеличаване на натоварването. Но асинхронните електродвигатели намаляват скоростта с увеличаване на натоварването.

Синхронните електродвигатели са структурно по-сложни и следователно по-скъпи от асинхронните електродвигатели.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector