Motor & permanent magnet

Permanente magnetmotorer bruger permanente magneter til at generere motorens magnetfelt uden behov for excitationsspoler eller exciteringsstrøm. Sammenlignet med traditionelle elektriske excitationsmotorer har den betydelige fordele såsom høj effektivitet og enkel struktur. Anvendelserne af permanente magnetmotorer er ekstremt brede og dækker næsten alle områder inden for luftfart, nationalt forsvar, industriel og landbrugsproduktion og dagligdag. Med udviklingen af ​​højtydende permanente magnetmaterialer og den hurtige udvikling af kontrolteknologi bliver anvendelsen af ​​permanente magnetmotorer mere omfattende. I dag vil jeg tage dig med til at forstå indvirkningen af ​​ydelsen af ​​permanente magnetmotorer og permanente magnetmaterialer på motoren.

Princip og struktur for permanentmagnetmotor

Alle ved, at der er mange typer motorer, men de grundlæggende principper er anvendelsen af ​​elektromagnetisme og elektromagnetisk induktion for at realisere omdannelsen af ​​elektrisk energi og kinetisk energi. Hvis du vil vide mere om motorernes grundlæggende principper og struktur, kan du klikke for at se de grundlæggende principper og grundlæggende struktur. I dag vil vi tage permanentmagnet DC-motor og permanentmagnet synkronmotor som eksempler for at give dig en kort introduktion til permanentmagnetmotor.

  1. Permanent magnet DC-motor

Arbejdsprincippet og strukturen for den permanente magnet DC-motor svarer til den almindelige DC-motor, bortset fra at den permanente magnetpol bruges til at erstatte den magnetiske pol exciteret af strømmen. Kommuteringsmetoden kan opdeles i børstemotor og børsteløs motor. Den elektroniske kommutering.

Med et DC-børstemotor som et eksempel er de permanente magnets magnetiske poler arrangeret på samme omkreds, og de blå linjer i magnetkraften repræsenterer motorens magnetiske kredsløb.

Rotoren på den permanente magnetbørste jævnstrømsmotor består af rotorkernen, rotorviklingen, kommutatoren og den roterende aksel, som er den samme som rotoren til en almindelig jævnstrømsmotor. Indsæt rotoren og børsteenheden i statoren for at danne en DC-motor med permanent magnet.

Små og mellemstore DC-motorer med permanent magnet anvendes i vid udstrækning i elektriske cykler, elektriske motorcykler og scootere.

  1. Permanent magnet synkronmotor

I de senere år har synkronmotorer med permanent magnet udviklet sig hurtigt, hvilket er kendetegnet ved høj effektfaktor og høj effektivitet. Det har gradvis erstattet de almindeligt anvendte asynkrone AC-motorer i mange tilfælde. Blandt dem har de asynkrone startmagneter synkronmotorer fremragende ydeevne og er en meget god lovende energibesparende motor. Statorstrukturen og funktionsprincippet for den permanente magnet-synkronmotor er de samme som AC-asynkronmotoren. Forskellen fra den almindelige asynkrone motor ligger i rotorstrukturen. Rotoren er udstyret med permanentmagnetpoler, og de permanente magneter er arrangeret i forskellige positioner i rotoren.

Udviklingen af ​​permanente magnetmotorer er tæt knyttet til udviklingen af ​​permanente magnetmaterialer

Den første motor i verden, der dukkede op i 1920'erne, var en permanentmagnetmotor, der genererede et magnetisk magnetfelt fra permanente magneter. Imidlertid var det permanente magnetmateriale, der blev anvendt på det tidspunkt, naturlig magnetit (Fe3O4), og den magnetiske energitæthed var meget lav. Motoren lavet af den var voluminøs og blev snart erstattet af en elektrisk excitationsmotor.

Med den hurtige udvikling af forskellige motorer og opfindelsen af ​​nuværende magnetiseringer har folk gennemført dybdegående undersøgelser af mekanismen, sammensætningen og fremstillingsteknologien for permanente magnetiske materialer og har successivt opdaget en række permanente magnetiske materialer såsom kulstofstål, wolframstål og koboltstål. . Især de permanente magneter af aluminium-nikkel-kobolt, der dukkede op i 1930'erne, og de permanente ferritmagneter, der dukkede op i 1950'erne, har i høj grad forbedret deres magnetiske egenskaber, og forskellige mikro- og små motorer har brugt permanente magneter til excitation. Tvangskraften for AlNiCo permanente magneter er imidlertid lav, og remanensdensiteten af ​​permanente ferritmagneter er ikke høj, hvilket begrænser deres anvendelsesområde i motorer. Indtil 1960'erne og 1980'erne kom permanente magneter af samarium-cobalt og neodym-jern-bor-permanente magnetmaterialer i rækkefølge. Deres høje restmagnetiske densitet, høje koercivitet, høje magnetiske energiprodukt og lineære demagnetiseringskurve er særligt velegnede til fremragende magnetiske egenskaber. Fremstillingsmotorer, så udviklingen af ​​permanente magnetmotorer er kommet ind i en ny historisk periode.

Forholdet mellem magnetisk stålydelse og motorydelse

  1. Indflydelse af remanens

For jævnstrømsmotorer under de samme viklingsparametre og testforhold, jo højere rest, jo lavere er tomgangshastigheden, og jo mindre er belastningen uden belastning; jo større det maksimale drejningsmoment, jo højere er effektiviteten af ​​det højeste effektivitetspunkt. I den egentlige test bruges niveauet for tomgangshastighed og størrelsen af ​​det maksimale drejningsmoment generelt til at bedømme reststandarden for det magnetiske stål.

For de samme viklingsparametre og elektriske parametre er grunden til, at jo højere remanensen er, jo lavere er tomgangshastigheden, og jo mindre er strømmen uden belastning, fordi den kørende motor har en tilstrækkelig omvendt følelse ved en relativt lav hastighed. genereret spænding reducerer den algebraiske sum af den elektromotoriske kraft, der påføres viklingen.

  1. Tvangs indflydelse

Under motorens drift er der altid indflydelse på temperatur og omvendt demagnetisering. Fra et motordesignperspektiv, jo højere tvangskraft, jo mindre tykkelsesretning af magneten, og jo mindre tvangskraft, jo større er tykkelsesretningen for magneten. Men efter at magnetstålet overstiger en vis tvangskraft, er det ubrugeligt, fordi andre komponenter i motoren ikke kan arbejde stabilt ved den temperatur. Tvangskraften er tilstrækkelig til at imødekomme efterspørgslen. At tage efterspørgslen under de anbefalede eksperimentelle forhold som standard, er der ikke behov for at spilde ressourcer.

  1. Indflydelsen af ​​firkant

Kvadraturet påvirker kun ligeheden af ​​effektivitetskurven i motorens ydelsestest. Selvom motorens effektivitetskurves ligehed ikke er angivet som en vigtig indeksstandard, er den meget vigtig for den kontinuerlige afstand af navmotoren under naturlige vejforhold. vigtig. På grund af forskellige vejforhold kan motoren ikke altid arbejde ved det maksimale effektivitetspunkt, hvilket er en af ​​grundene til, at den maksimale effektivitet for nogle motorer ikke er høj, og kørselsafstanden er langt væk. For en god navmotor skal ikke kun den maksimale effektivitet være høj, men også effektivitetskurven skal være så niveau som muligt. Jo lavere hældningen af ​​effektivitetsreduktionen er, desto bedre. Når markedet, teknologien og standarderne for hjulmotorer modnes, bliver dette gradvist en vigtig standard.

  1. Virkningen af ​​præstationskonsistens

Inkonsekvent restmagnetisme: Selv den person med særlig høj ydeevne er ikke god. På grund af inkonsekvensen af ​​den magnetiske flux i hvert envejs magnetisk feltafsnit er momentet asymmetrisk, og der opstår vibrationer.

Uforenelighed med tvangskraft: Især er tvangskraften for de enkelte produkter for lav, det er let at producere omvendt demagnetisering, hvilket resulterer i inkonsekvensen af ​​den magnetiske strømning af hvert magnetstål og motorvibrationen. Denne effekt er mere signifikant for børsteløse motorer.

Indflydelse på form og tolerance af magnetisk stål på motorens ydeevne

  1. Indflydelsen af ​​magnettykkelse

I tilfælde af faste indre eller ydre magnetiske spoler, når tykkelsen øges, falder luftspalten, og den effektive magnetiske flux øges. Den åbenlyse ydeevne er, at den samme restmagnetisme reducerer tomgangshastigheden, strømmen uden belastning falder, og motorens maksimale effektivitet forbedres. Der er imidlertid også ulemper, såsom øget kommutationsvibration af motoren, og effektivitetskurven for motoren bliver relativt stejl. Motormagnetens tykkelse skal derfor være så ensartet som muligt for at reducere vibrationer.

  1. Effekten af ​​magnetbredde

For tætpakede børsteløse motormagneter kan det samlede kumulative mellemrum ikke overstige 0.5 mm. Hvis den er for lille, kan den ikke installeres. Hvis den er for lille, reduceres motorens vibrationer og effektivitet. Dette skyldes, at Hall-elementets position og magnet, der måler magnetpositionen. Stålets faktiske position svarer ikke, og breddenes konsistens skal garanteres, ellers er motorens effektivitet lav, og vibrationen er stor.

For børstede motorer er der en vis afstand mellem det magnetiske stål, som er forbeholdt den mekaniske kommuteringsovergangszone. Selv om der er et hul, har de fleste producenter strenge installationsprocedurer for magnetisk stål for at sikre installationsnøjagtigheden for at sikre motorens magnetiske ståls monteringsposition. Hvis bredden på det magnetiske stål overskrides, installeres det ikke; hvis bredden på magnetstål er for lille, vil det resultere i forkert justering af magnetstål, øge vibrationen i motoren og reducere effektiviteten.

  1. Magnetfasestørrelse og effekten af ​​ikke-affasning

Uden affasning er forandringshastigheden for magnetfeltet ved kanten af ​​motorens magnetfelt stor, hvilket forårsager pulspulsering af motoren. Jo større affasning, jo mindre vibration. Imidlertid har affasning generelt et visst tab af magnetisk flux. For nogle specifikationer, når affasningen når 0.8, er det magnetiske fluxtab 0.5 ~ 1.5%. Når den resterende magnetisme af den børstede motor er lav, er det hensigtsmæssigt at reducere størrelsen på affasningen til hjælp for at kompensere for den resterende magnetisme, men motorens pulsering øges. Generelt, når remanensen er lav, kan tolerancen i længderetningen forstørres passende, hvilket kan øge den effektive magnetiske flux til en vis grad, så motorens ydeevne stort set er uændret.