Permanentmagnet-Direktantriebsmotor

In den letzten Jahren haben Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren erhebliche Fortschritte gemacht und werden hauptsächlich in langsamen Lasten wie Förderbändern, Mischern, Drahtziehmaschinen und langsamen Pumpen eingesetzt und ersetzen elektromechanische Systeme, die aus Hochgeschwindigkeitsmotoren und Mechaniken bestehen Reduktionsmechanismen. Der Drehzahlbereich des Motors liegt im Allgemeinen unter 500 U/min. Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren können hauptsächlich in zwei Bauformen unterteilt werden: Außenrotor und Innenrotor. Der Permanentmagnet-Direktantrieb mit Außenrotor wird hauptsächlich in Bandförderern eingesetzt.

Bei der Auslegung und Anwendung von Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren ist zu beachten, dass der Permanentmagnet-Direktantrieb für besonders niedrige Abtriebsdrehzahlen nicht geeignet ist. Wenn die meisten innerhalb geladen werden50 U/min werden von einem Direktantriebsmotor angetrieben. Wenn die Leistung konstant bleibt, führt dies zu einem großen Drehmoment, was zu hohen Motorkosten und einer verringerten Effizienz führt. Wenn Leistung und Geschwindigkeit bestimmt werden, muss die Wirtschaftlichkeit der Kombination aus Direktantriebsmotoren, Motoren mit höherer Geschwindigkeit und Getrieben (oder anderen mechanischen Strukturen zur Erhöhung und Verringerung der Geschwindigkeit) verglichen werden. Gegenwärtig übernehmen Windkraftanlagen mit mehr als 15 MW und weniger als 10 U/min nach und nach ein halbdirektes Antriebssystem, bei dem Zahnräder verwendet werden, um die Motorgeschwindigkeit entsprechend zu erhöhen, die Motorkosten zu senken und letztendlich die Systemkosten zu senken. Gleiches gilt für Elektromotoren. Wenn die Drehzahl unter 100 U/min liegt, sollten daher wirtschaftliche Überlegungen sorgfältig abgewogen werden und ein halbdirektes Antriebsschema gewählt werden.

Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren verwenden im Allgemeinen oberflächenmontierte Permanentmagnetrotoren, um die Drehmomentdichte zu erhöhen und den Materialverbrauch zu reduzieren. Aufgrund der niedrigen Drehzahl und der geringen Zentrifugalkraft ist es nicht erforderlich, eine eingebaute Permanentmagnet-Rotorstruktur zu verwenden. Zur Fixierung und zum Schutz des Rotorpermanentmagneten werden im Allgemeinen Druckstangen, Edelstahlhülsen und Glasfaserschutzhülsen verwendet. Einige Motoren mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, relativ kleinen Polzahlen oder starken Vibrationen verwenden jedoch auch eingebaute Permanentmagnetrotorstrukturen.

Der Direktantriebsmotor mit niedriger Drehzahl wird von einem Frequenzumrichter angetrieben. Wenn die Polzahlkonstruktion eine Obergrenze erreicht, führt eine weitere Reduzierung der Geschwindigkeit zu einer niedrigeren Frequenz. Wenn die Frequenz des Frequenzumrichters niedrig ist, nimmt das Tastverhältnis der PWM ab und die Wellenform ist schlecht, was zu Schwankungen und einer instabilen Geschwindigkeit führen kann. Daher ist auch die Steuerung besonders langsamer Direktantriebsmotoren recht schwierig. Derzeit verwenden einige Motoren mit extrem niedriger Drehzahl ein Motorschema mit Magnetfeldmodulation, um eine höhere Antriebsfrequenz zu verwenden.

Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren mit niedriger Drehzahl können hauptsächlich luftgekühlt und flüssigkeitsgekühlt sein. Die Luftkühlung verwendet hauptsächlich die IC416-Kühlmethode unabhängiger Lüfter, und die Flüssigkeitskühlung kann eine Wasserkühlung sein (IC71W), die je nach den Gegebenheiten vor Ort ermittelt werden können. Im Flüssigkeitskühlungsmodus kann die Wärmebelastung höher und die Struktur kompakter ausgelegt werden, es sollte jedoch darauf geachtet werden, die Dicke des Permanentmagneten zu erhöhen, um eine Entmagnetisierung durch Überstrom zu verhindern.

Für langsame Direktantriebsmotorsysteme mit Anforderungen an die Geschwindigkeits- und Positionsgenauigkeitssteuerung ist es notwendig, Positionssensoren hinzuzufügen und eine Steuerungsmethode mit Positionssensoren zu übernehmen; Darüber hinaus ist bei einem hohen Drehmomentbedarf beim Anfahren auch ein Regelungsverfahren mit Positionssensor erforderlich.

Obwohl der Einsatz von Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren den ursprünglichen Untersetzungsmechanismus eliminieren und die Wartungskosten senken kann, kann ein unangemessenes Design zu hohen Kosten für Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren und einer Verringerung der Systemeffizienz führen. Im Allgemeinen kann eine Vergrößerung des Durchmessers von Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren die Kosten pro Drehmomenteinheit senken, sodass Direktantriebsmotoren in große Scheiben mit größerem Durchmesser und kürzerer Stapellänge umgewandelt werden können. Allerdings sind der Durchmesservergrößerung auch Grenzen gesetzt. Ein zu großer Durchmesser kann die Kosten für Gehäuse und Welle erhöhen, und selbst die Strukturmaterialien werden nach und nach die Kosten effektiver Materialien übersteigen. Daher erfordert die Konstruktion eines Direktantriebsmotors die Optimierung des Verhältnisses von Länge zu Durchmesser, um die Gesamtkosten des Motors zu senken.

Abschließend möchte ich betonen, dass Permanentmagnet-Direktantriebsmotoren immer noch Motoren mit Frequenzumrichterantrieb sind. Der Leistungsfaktor des Motors beeinflusst den Strom auf der Ausgangsseite des Frequenzumrichters. Solange er innerhalb des Kapazitätsbereichs des Frequenzumrichters liegt, hat der Leistungsfaktor einen geringen Einfluss auf die Leistung und hat keinen Einfluss auf den Leistungsfaktor auf der Netzseite. Daher sollte die Auslegung des Leistungsfaktors des Motors darauf abzielen, sicherzustellen, dass der Direktantriebsmotor im MTPA-Modus arbeitet, der bei minimalem Strom ein maximales Drehmoment erzeugt. Der wichtige Grund ist, dass die Frequenz von Direktantriebsmotoren im Allgemeinen niedrig ist und der Eisenverlust viel geringer ist als der Kupferverlust. Mit der MTPA-Methode kann der Kupferverlust minimiert werden. Techniker sollten sich nicht von herkömmlichen netzgekoppelten Asynchronmotoren beeinflussen lassen, und es gibt keine Grundlage für die Beurteilung der Effizienz des Motors anhand der Stromstärke auf der Motorseite.

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd ist ein modernes High-Tech-Unternehmen, das Forschung und Entwicklung, Herstellung, Vertrieb und Service von Permanentmagnetmotoren integriert. Die Produktvielfalt und Spezifikationen sind vollständig. Darunter werden direkt angetriebene Permanentmagnetmotoren mit niedriger Drehzahl (7,5–500 U/min) häufig in industriellen Lasten wie Ventilatoren, Förderbändern, Kolbenpumpen und Mühlen in der Zement-, Baustoff-, Kohlebergwerks-, Erdöl-, Metallurgie- und anderen Industriezweigen eingesetzt , mit guten Betriebsbedingungen.