มอเตอร์แม่เหล็กถาวร ประโยชน์และความท้าทายในการเลือก

ความต้องการของมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดพลังงานยังคงเติบโตในอุตสาหกรรมและการขนส่งที่ทันสมัยมอเตอร์แม่เหล็กถาวร (PMM) ได้สร้างตําแหน่งอันเด่นในหลาย ๆ การใช้งาน เนื่องจากผลงานเฉพาะอย่างยิ่งในความเร็วต่ํา, ประสิทธิภาพสูง, และโครงสร้างคอมแพคต.PMM ไม่ไร้ข้อจํากัด คุณลักษณะที่เป็นธรรมเนียมของมันมีปัญหาหลายอย่างที่ต้องการการวิเคราะห์อย่างละเอียดและการทุ่มเทในการใช้งานจริงรายงานนี้ให้มุมมองเชี่ยวชาญที่ครบวงจรเกี่ยวกับข้อดีและข้อจํากัดของ PMM และนําเสนอแนวทางสําหรับวิศวกรและผู้ตัดสินใจในการเลือกและการใช้มอเตอร์

เครื่องยนต์แม่เหล็กถาวร ใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กPMM ไม่ต้องการกระแสกระตุ้นเพิ่มเติมเพื่อรักษาสนามแม่เหล็กของพวกเขามอเตอร์ประกอบด้วยสเตาเตอร์และโรเตอร์ โดยมีแม่เหล็กดันติดตั้งบนโรเตอร์และลวดลมอาร์เมทัวร์ล่อบนสเตาเตอร์เมื่อปัจจุบันไหลผ่านสแตนเตอร์ล่อ, สนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กถาวรเพื่อผลิตทอร์คที่ขับเคลื่อนหมุนของมอเตอร์

โดยพึ่งจากการตั้งตั้งแม่เหล็ก PMM สามารถแบ่งออกเป็นหลายประเภทหลัก:

• เครื่อง PMM ที่ติดตั้งบนพื้นผิว (SPM):แม็กเนตถูกติดตั้งตรงบนพื้นผิวของโรเตอร์ การออกแบบที่ง่ายและมีประหยัดนี้เผชิญกับข้อจํากัดในการใช้งานความเร็วสูงเนื่องจากแรงหลุดศูนย์กลางที่มีผลต่อแม็กเนต
• ปรับปรุงความหนาวแม็กเนตถูกใส่ในโรเตอร์ ให้ความแข็งแรงทางกลที่ดีขึ้นและความสามารถความเร็วสูงขึ้นIPM สามารถใช้ทอร์คความไม่ยอมรับ ผ่านการออกแบบวงจรแม่เหล็กที่ปรับปรุงเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพ.
• เครื่อง PMM แบบบิดกระจายมีสแตตอร์ล่อที่เน้นอยู่รอบฟันแต่ละฟัน ลดความต้านทานล่อและความชักชวนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงาน
• PMM การไหลระดับรัศมี:ประเภทที่พบทั่วไปที่สุดที่มีสนามแม่เหล็กตั้งตรงกับแกนแกน ใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการขนส่ง
• PMM การไหลของแกน:มีสนามแม่เหล็กคู่เคียงกับแกนแกน ให้การออกแบบที่คอมแพคต์ เหมาะสําหรับการใช้งานที่จํากัดพื้นที่

ส่วนประกอบหลักของ PMM ได้แก่

• แม็กเนตถาวร:ส่วนประกอบแกนที่ให้สนามแม่เหล็กที่มั่นคง โดยทั่วไปทําจากเนโอดีเมียม-เหล็ก-โบรอน (NdFeB), ซามาริอุม-โคบัลต (SmCo) หรือวัสดุเฟอริท
• เครื่องล่อ stator:สายลมทองแดงหรืออลูมิเนียมที่ผลิตแรงหมุนไฟฟ้าแม่เหล็ก
• กลมหมุนและกลม stator:โลเมนต์สแตนเลสซิลิคอน ที่ทําให้วงจรแม่เหล็กสมบูรณ์
• หมุน:สนับสนุนหมุนเพื่อการทํางานอย่างเรียบร้อย
• บ้านพัก:ป้องกันองค์ประกอบภายในและให้ความร้อน

• ประสิทธิภาพสูง:การกําจัดกระแสกระตุ้นจะลดการสูญเสียพลังงานอย่างสําคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นประโยชน์ในสภาพภาระภาระบางส่วน
• ความหนาแน่นของพลังงานสูงส่งผลิตพลังงานที่สําคัญในรูปแบบที่คอมพัคต์ เหมาะสําหรับรถไฟฟ้าและหุ่นยนต์
• ผลงานที่ดีมากในความเร็วต่ําให้แรงหมุนคงที่ในความเร็วต่ํา เหมาะสําหรับระบบเซอร์โวและอุปกรณ์ลม
• การตอบสนองรวดเร็วอินเนอร์เซียต่ํา ทําให้การทํางานแบบไดนามิคที่รวดเร็วสําหรับหุ่นยนต์และเครื่องจักร CNC
• โครงสร้างคอมแพคต์:การกําจัดการล่อกระตุ้นและวงแหวนลื่นลดขนาดและน้ําหนัก
• เสียงเสียงต่ํา:การควบคุมปัจจุบันของคลื่นไซน์ และการออกแบบเครื่องกลที่ปรับปรุงให้ดีที่สุด ทําให้เสียงเสียงในการทํางานน้อยลง

• จํากัดความเร็ว:EMF กลับที่ความเร็วสูงเข้าใกล้ความแรงดันการให้บริการ inverter จํากัดประสิทธิภาพการควบคุมกระแสปัจจุบัน
• ข้อจํากัดในการลดความอ่อนแอของสนามมอเตอร์ IPM ที่ใช้เทคนิคการลดความอ่อนแอของสนามเผชิญกับขีดจํากัดระยะความเร็วจริง (ส่วนประมาณ 4: 1) และการสูญเสียเพิ่มขึ้น
• การจัดการปัญหา:สายไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้า
• ความรู้สึกต่ออุณหภูมิ:อุณหภูมิสูงอาจทําให้เกิดการลดแม่เหล็ก (ยกเว้นแม่เหล็กโคบาลต์ดินหายาก)
• ความแข็งแรงทางกล:การทํางานความเร็วสูง มีความเสี่ยงในการแยกแม่เหล็ก เพราะแรงหลุดศูนย์กลาง
• การบํารุงรักษาและรีไซเคิลความต้องการในการแยกแยกที่ซับซ้อน และกระบวนการรีไซเคิลที่เชี่ยวชาญ
• ค่าใช้จ่ายสูงขึ้น:วัสดุแม่เหล็กถาวรเพิ่มต้นทุนการผลิต เมื่อเทียบกับมอเตอร์แบบดั้งเดิม

ข้อพิจารณาหลัก ๆ ประกอบด้วยช่วงความเร็ว ความต้องการของทอร์ค / พลังงาน เป้าหมายประสิทธิภาพ สภาพแวดล้อม ความจํากัดขนาด งบประมาณ ความต้องการความน่าเชื่อถือ วิธีการควบคุมและความต้องการในการป้องกัน.

เลือกระหว่าง SPM (ความเร็วต่ํา, ความรู้สึกต่อค่าใช้จ่าย), IPM (ความเร็วสูง, พลังงานหนาแน่น), การปรับตัว (ประสิทธิภาพสูง) หรือการออกแบบการไหลของแกน (พื้นที่จํากัด) ตามความสําคัญของการใช้งาน

เลือก NdFeB สําหรับผลงานสูงสุด (ความอดทนอุณหภูมิจํากัด) SmCo สําหรับการใช้งานอุณหภูมิสูง หรือเฟอริทสําหรับการใช้งานที่มีความรู้สึกต่อค่าใช้จ่าย

เทคนิคที่ก้าวหน้าประกอบด้วย การปรับปรุงวงจรแม่เหล็ก การลดทอร์คคอก, การปรับปรุงการออกแบบการล่อและการปรับปรุงการจัดการความร้อน

ตัวเลือกประกอบด้วย การควบคุมที่ตั้งใจในสนาม (ความแม่นยําสูง) การควบคุมทอร์คโดยตรง (การตอบสนองอย่างรวดเร็ว) หรือการควบคุมที่ไม่มีเซนเซอร์ (การประหยัดค่าใช้จ่าย / พื้นที่)

ใช้ระบบป้องกันไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้าไฟฟ้า

การออกแบบเพื่อความสามารถในการใช้งานและการฟื้นฟูวัสดุที่หมดอายุการใช้งาน ระหว่างการเลือกครั้งแรก

• รถไฟฟ้า:ส่วนประกอบแกนขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพสูงและความหนาแน่นของพลังงาน
• อัตโนมัติอุตสาหกรรม:ระบบเซอร์โว โรบอติกส์ และเครื่องจักร CNC ที่ต้องการความแม่นยําและความน่าเชื่อถือ
• การบินอวกาศ:ระบบเครื่องบินและเครื่องบินไร้คนขับ ที่ต้องการคําตอบที่เบาและมีประสิทธิภาพสูง
• เครื่องใช้ในบ้าน:ประหยัดพลังงาน ใช้งานเงียบๆ สําหรับ HVAC และสินค้าสีขาว
• พลังงานที่เกิดใหม่:เครื่องผลิตพลังงานลมและพลังงานน้ําที่ต้องการการแปลงพลังงานที่ทนทานและมีประสิทธิภาพ

มอเตอร์แม่เหล็กถาวรเป็นทางออกที่มีประสิทธิภาพสูงที่มีการนําไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆการดําเนินการอย่างสําเร็จต้องเข้าใจความสามารถและข้อจํากัดของพวกเขาอย่างละเอียดโดยแก้ปัญหาทางเทคนิคผ่านการคัดเลือกที่เหมาะสม การปรับปรุงการออกแบบ และกลยุทธ์การควบคุมวิศวกรสามารถนําประโยชน์ของ PMM มาใช้อย่างเต็มที่ในขณะที่ลดความเสี่ยงที่เป็นไปได้.