Mis on püsimagnetiga sünkroonmootor ja selle töö

Elektrisüsteemis sünkroonmootorid on kõige sagedamini kasutatavad kolmefaasilised püsiseisundiga vahelduvvoolumootorid, mis muudavad elektrienergia mehaaniliseks energiaks. Seda tüüpi mootorid töötavad sünkroonsel kiirusel, mis on konstantne ja on sünkroonne toitesagedusega ning pöörlemisperiood on võrdne integraali nr. vahelduvvoolutsüklitest. See tähendab, et mootori kiirus on võrdne pöörleva magnetväljaga. Seda tüüpi mootoreid kasutatakse peamiselt aastal elektrisüsteemid võimsusteguri parandamiseks. On ergastamata ja alalisvooluga ergastatud sünkroonmootoreid, mis töötavad vastavalt mootori magnetvõimsusele. Vastumeelsusmootorid, hüstereesimootorid ja püsimagnetmootorid on ergastamata sünkroonmootorid. See artikkel käsitleb püsimagnetiga sünkroonmootori tööd.

Mis on püsimagnetiga sünkroonmootor?

Püsimagnetiga sünkroonmootorid on vahelduvvoolu sünkroonmootorite tüübid, kus välja ergastavad püsimagnetid, mis genereerivad sinusoidset tagumist EMF-i. See sisaldab rootorit ja staatorit, mis on sama mis asünkroonmootor , kuid magnetvälja loomiseks kasutatakse rootorina püsimagnetit. Seega pole vaja põldu kerida edasi rootor . Seda tuntakse ka kolmefaasilise harjadeta püsiva siinusmootorina. The püsimagnetiga sünkroonmootori skeem on näidatud allpool.

Püsimagnetiga sünkroonmootor

Püsimagnetite sünkroonmootorite teooria

Püsimagnetiga sünkroonmootorid on tavaliste mootoritega võrreldes väga tõhusad, harjadeta, väga kiired, ohutud ja suure dünaamilise jõudlusega. See tagab sujuva pöördemomendi, madala mürataseme ja seda kasutatakse peamiselt kiirete rakenduste jaoks robootika . See on kolmefaasiline vahelduvvoolu sünkroonmootor, mis töötab sünkroonkiirusel rakendatava vahelduvvooluallikaga.

Rootori mähise kasutamise asemel on pöörleva magnetvälja loomiseks paigaldatud püsimagnetid. Kuna alalisvooluallikat ei tarnita, siis need mootorite tüübid on väga lihtsad ja väiksema kuluga. See sisaldab staatorit, millele on paigaldatud 3 mähist, ja püsimagnetiga rootorit, mis on paigaldatud välipostide loomiseks. Töö alustamiseks antakse staatorile kolmefaasiline sisendvoolu toiteallikas.

Tööpõhimõte

The püsimagnetiga sünkroonmootori tööpõhimõte on sarnane sünkroonmootoriga. See sõltub pöörlevast magnetväljast, mis tekitab sünkroonsel kiirusel elektromotoorjõu. Kui staatori mähis on kolmefaasilise toite andmisel pinge all, tekib õhulõhede vahele pöörlev magnetväli.

See tekitab pöördemomendi, kui rootori väljapoolused hoiavad pöörlevat magnetvälja sünkroonsel kiirusel ja rootor pöörleb pidevalt. Kuna need mootorid ei ole isekäivituvad mootorid, on vaja varustada muutuva sagedusega toiteallikat.

EMF ja pöördemomendi võrrand

Sünkroonmasinas nimetatakse faasi kohta indutseeritud keskmist EMF-i dünaamiliselt indutseeritavaks sünkroonmootoris EMFiks, iga juhi pöörde kohta lõigatud voog on Pϕ Weber
Siis kulub ühe pöörde läbimiseks 60 / N sek

Keskmise indutseeritud elektromagnetvälja kohta juhi kohta saab arvutada

(PϕN / 60) x Zph = (PϕN / 60) x 2Tph

Kus Tph = Zph / 2

Seetõttu on keskmine elektromagnetvälja faasi kohta

= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph

Kus Tph = ei. Faaside kaupa järjestikku ühendatud pöördeid

ϕ = voog / poolus weberis

P = ei. Postidest

F = sagedus Hz-des

Zph = ei. Faaside kaupa järjestikku ühendatud juhtmetest. = Zph / 3

EMF-võrrand sõltub staatori mähistest ja juhtmetest. Selle mootori puhul võetakse arvesse ka jaotustegurit Kd ja sammutegurit Kp.

Seega E = 4 x ϕ x f x Tph xKd x Kp

Püsimagnetiga sünkroonmootori pöördemomendi võrrand on esitatud järgmiselt:

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Püsimagnetiga sünkroonmootori otsene pöördemomendi juhtimine

Püsimagnetiga sünkroonmootori juhtimiseks kasutame erinevat tüüpi juhtimissüsteemid . Sõltuvalt ülesandest kasutatakse vajalikku kontrollimistehnikat. Püsimagnetiga sünkroonmootori erinevad juhtimismeetodid on

Sinusoidkategooria

• Skalaar
• Vektor: väljale suunatud juhtimine (FOC) (koos asendianduriga ja ilma)
• Otsene pöördemomendi juhtimine

Trapetsikujuline kategooria

• Avatud kontuur
• Suletud ahel (koos asendianduriga ja ilma)

Selle mootori otsene pöördemomendi juhtimistehnoloogia on väga lihtne juhtimisahel, millel on tõhus dünaamiline jõudlus ja hea juhtimisulatus. See ei vaja rootori jaoks mingit asendiandurit. Selle juhtimismeetodi kasutamise peamine puudus on see, et see annab suure pöördemomendi ja voolu pulsatsiooni.

Ehitus

The püsimagnetiga sünkroonmootori ehitus on sarnane põhilise sünkroonmootoriga, kuid ainus erinevus on rootoril. Rootoril pole välimähist, kuid püsimagneteid kasutatakse välipostide loomiseks. PMSM-is kasutatavad püsimagnetid koosnevad samaarium-koobaltist ja keskkonnast, rauast ja boorist, kuna neil on suurem läbilaskvus.

Kõige laialdasemalt kasutatav püsimagnet on neodüüm-boor-raud, kuna see on efektiivne ja hõlpsasti kättesaadav. Seda tüüpi püsimagnetid on paigaldatud rootorile. Püsimagneti sünkroonmootori konstruktsioon on rootori püsimagnetile paigaldamise põhjal jagatud kahte tüüpi. Nemad on,

Pinnale paigaldatav PMSM

Selles konstruktsioonis on magnet paigaldatud rootori pinnale. See sobib kiireteks rakendusteks, kuna see pole vastupidav. See tagab ühtlase õhuvahe, kuna püsimagneti ja õhuvahe läbilaskvus on sama. Puudub vastumeelsusmoment, kõrge dünaamiline jõudlus ja see sobib kiirete seadmete jaoks, nagu robootika ja tööriistad.

Pinnale paigaldatud

Maetud PMSM või sisemine PMSM

Seda tüüpi konstruktsioonide korral on püsimagnet rootorisse kinnitatud, nagu on näidatud alloleval joonisel. See sobib kiireteks rakendusteks ja saab vastupidavuse. Vastumeelsusmoment on tingitud mootori salatiivsusest.

Maetud PMSM

Püsimagnetiga sünkroonmootori töö

Püsimagnetiga sünkroonmootori töö on tavaliste mootoritega võrreldes väga lihtne, kiire ja tõhus. PMSM-i töö sõltub staatori pöörlevast magnetväljast ja rootori konstantsest magnetväljast. Püsimagneteid kasutatakse rootorina pideva magnetvoo loomiseks, tööks ja lukustamiseks sünkroonsel kiirusel. Seda tüüpi mootorid sarnanevad harjadeta alalisvoolumootoritele.

Faasirühmad moodustatakse staatori mähiste ühendamisel üksteisega. Need faasirühmad on omavahel ühendatud, moodustades erinevad ühendused nagu täht, Delta, kahe- ja ühefaasilised ühendused. Harmooniliste pingete vähendamiseks tuleks mähised lühikese aja jooksul üksteisega kerida.

Kui staatorile antakse kolmefaasiline vahelduvvoolu toiteallikas, tekitab see pöörleva magnetvälja ja rootori püsimagneti tõttu indutseeritakse püsiv magnetväli. See rootor töötab sünkroonselt sünkroonse kiirusega. PMSM-i kogu töö sõltub staatori ja rootori õhuvahest ilma koormuseta.

Kui õhuvahe on suur, vähenevad mootori tuulekadud. Püsimagnetiga loodud väljapoolused on silmatorkavad. Püsimagnetiga sünkroonmootorid ei ole iselülituvad mootorid. Niisiis on vaja staatori muutuvat sagedust juhtida elektrooniliselt.

Püsimagnetiga sünkroonmootor vs BLDC

Püsimagnetiga sünkroonmootori (PMSM) ja BLDC ( harjadeta alalisvoolumootorid ) sisaldavad järgmist.

Eelised

The püsimagnetiga sünkroonmootori eelised sisaldama,

• tagab suurema efektiivsuse suurtel kiirustel
• saadaval väikestes suurustes erinevates pakendites
• hooldus ja paigaldus on väga lihtne kui asünkroonmootor
• võimeline säilitama täispöördemomenti madalatel kiirustel.
• kõrge efektiivsus ja usaldusväärsus
• annab sujuva pöördemomendi ja dünaamilise jõudluse

Puudused

Püsimagnetiga sünkroonmootorite puudused on:

• Seda tüüpi mootorid on induktsioonmootoritega võrreldes väga kallid
• Kuidagi keeruline käivitada, sest need pole isekäivitavad mootorid.

Rakendused

Püsimagnetiga sünkroonmootorite rakendused on

• Konditsioneerid
• Külmikud
• Vahelduvvoolu kompressorid
• Otsesõiduga pesumasinad
• Autode elektriline roolivõimendi
• Tööpingid
• Suured elektrisüsteemid juhtiva ja mahajääva võimsusteguri parandamiseks
• Veojõu kontroll
• Andmesalvestusüksused.
• Servo ajab
• Tööstuslikes rakendustes nagu robootika, kosmosetööstus ja palju muud.

Seega on see kõik ülevaade püsimagnetiga sünkroonmootorist - määratlus, töö, tööpõhimõte, diagramm, ehitus, eelised, puudused, rakendused, emf ja pöördemomendi võrrand. Siin on teile küsimus: „Mis on püsimagnetite kasutamine sünkroonmootorites?