Что такое двигатель с постоянными магнитами?

Что такое двигатель с постоянными магнитами?

Двигатель с постоянными магнитами — это двигатель, который включает в себя постоянный магнит с электромагнитом в роторе. Двигатели подразделяются на двигатели переменного тока и двигатели постоянного тока, а двигатели с постоянными магнитами являются одним из типов двигателей переменного тока. Двигатели переменного тока далее делятся на асинхронные двигатели, которые приводятся в действие индукционной электродвижущей силой, и синхронные двигатели, которые приводятся в действие магнитным притяжением. Двигатель с постоянными магнитами — это тип синхронного двигателя.

Асинхронные двигатели являются недорогими и широко используемыми двигателями, а двигатели с постоянными магнитами характеризуются более высокой эффективностью по сравнению с асинхронными двигателями. Однако двигатели с постоянными магнитами более сложны и дороги из-за количества используемых деталей, таких как постоянные магниты.

Увеличение выбросов углекислого газа из-за возросшего использования ископаемого топлива увеличило потребность в мерах противодействия глобальному потеплению, и энергосбережение стало центром внимания. В результате двигатели, потребляющие электроэнергию, должны быть еще более эффективными. На этом фоне использование двигателей с постоянными магнитами рассматривается в широком спектре областей.

Применение двигателей с постоянными магнитами

Двигатели с постоянными магнитами используются в промышленных приложениях и небольших компонентах. Ниже приведены примеры применения двигателей с постоянными магнитами:

• Для вертикального перемещения лифтов
• Для питания роботизированных рук и т. д.
• Для управления электромобилями
• Для намотчиков машин для производства синтетических волокон

Двигатели с постоянными магнитами очень эффективны и требуют точного позиционирования во многих приложениях. Поэтому они часто используются с инвертором или сервоконтроллером в качестве источника питания для управления числом оборотов и углом поворота.

Лифты и роботизированные руки требуют высокой точности позиционирования, для которой подходят двигатели с постоянными магнитами.

В последние годы электромобили становятся все более популярными, а также высокоэффективные двигатели с постоянными магнитами привлекают внимание.

Принцип работы двигателя с постоянными магнитами

Двигатель с постоянными магнитами состоит из статора, ротора и корпуса.

1. Статор

Статор в основном состоит из катушек, покрытых лаком. Катушки разных фаз окружают ротор, и при подаче электрического тока генерируется магнитное поле. Создаваемое магнитное поле изменяется вращательным образом при изменении фазы питания.

2. Ротор

Постоянный магнит закреплен на роторе, который притягивается к магнитному полю статора. Поскольку магнитное поле статора изменяется так, что он вращается, к ротору прикладывается сила, заставляющая его вращаться. Это принцип вращения двигателя с постоянными магнитами.

3. Корпус

Поскольку напряжение подается на статор для переноса тока, он изолирован корпусом для предотвращения замыкания на землю. Статор также генерирует тепло из-за тока, которое охлаждается ребрами корпуса.

Типы двигателей с постоянными магнитами

Двигатели с постоянными магнитами можно в целом разделить на двигатели SPM и IPM.

1. Двигатели SPM

Двигатели SPM имеют постоянные магниты, установленные на поверхности ротора. SPM означает «Поверхностные двигатели с постоянными магнитами».

Двигатели SPM характеризуются большим эффективным магнитным потоком и низкой пульсацией крутящего момента. Поэтому, хотя двигатели SPM могут использоваться в высокопроизводительных сервоприводах, они не подходят для высокоскоростного вращения из-за проблем с выпадением магнита. Чтобы решить эту проблему, крутящий момент зубцов может быть уменьшен путем улучшения распределения супермагнитной силы.

2. Двигатели IPM

Двигатели IPM представляют собой изделия с постоянными магнитами, встроенными внутрь ротора. IPM означает «внутренний постоянный магнит» и также называется синхронным двигателем со встроенным магнитом.

Поскольку существует большая степень свободы в форме и расположении магнитов, максимальная скорость может гибко контролироваться на этапе проектирования. В последнее время двигатели с постоянными магнитами используются в двигателях HV и EV, а также применяются в холодильниках и кондиционерах.

Другая информация о двигателе с постоянными магнитами

История двигателя с постоянными магнитами

Когда двигатели с постоянными магнитами были впервые разработаны, они имели структуру обмотки статора с системой обмотки полной секции, аналогичной системе асинхронных двигателей. Позже был разработан бесщеточный тип для двигателей постоянного тока. Система обмотки представляла собой концентрированную систему обмотки, которая также использовалась в двигателе с постоянными магнитами.

В результате потери энергии из-за сопротивления обмотки могли быть подавлены, что приводило к более высокой эффективности и экономии энергии. Двигатель IPM обеспечивает гибкое управление максимальной скоростью.

Таким образом, по мере того как двигатель с постоянными магнитами подвергался технологическим инновациям, одна за другой разрабатывались новые продукты, способствующие повышению эффективности.