Moteur à un aimant permanent de flux radial

Les moteurs à un aimant permanent à C.A. (PMAC) ont un large éventail d'applications comprenant :

Outillage industriel : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans un grand choix d'applications d'outillage industriel, telles que des pompes, des compresseurs, des fans, et des machines-outils. Ils offrent le rendement élevé, la densité de puissance élevée, et le contrôle précis, les rendant idéaux pour ces applications.

Robotique : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans des applications de robotique et d'automation, où ils offrent la densité élevée de couple, le contrôle précis, et le rendement élevé. Ils sont employés souvent dans les bras robotiques, les pinces, et d'autres systèmes de contrôle de mouvement.

Systèmes de la CAHT : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans le chauffage, la ventilation, et les systèmes de la climatisation (la CAHT), où ils offrent le rendement élevé, le contrôle précis, et les niveaux à faible bruit. Ils sont employés souvent dans les fans et des pompes dans ces systèmes.

Systèmes énergétiques renouvelables : Des moteurs de PMAC sont utilisés dans les systèmes énergétiques renouvelables, tels que des turbines de vent et des traqueurs solaires, où ils offrent le rendement élevé, la densité de puissance élevée, et le contrôle précis. Ils sont employés souvent dans les générateurs et les systèmes de piste dans ces systèmes.

SPM contre l'IPM

Un moteur de P.M. peut être séparé dans deux catégories principales : moteurs à un aimant permanent extérieurs (SPM) et moteurs à un aimant permanent intérieurs (IPM). Ni l'un ni l'autre de type de conception de moteur ne contient des barres de rotor. Les deux types produisent du flux magnétique par les aimants permanents apposés à ou l'intérieur du rotor.

Les moteurs de SPM ont des aimants apposés à l'extérieur de la surface de rotor. En raison de ce support mécanique, leur force mécanique est plus faible que celle des moteurs d'IPM. La force mécanique affaiblie limite la vitesse mécanique sûre maximum du moteur. En outre, ces moteurs montrent le saliency magnétique très limité (≈ Lq de LD). Les valeurs d'inductance ont mesuré sur les terminaux de rotor sont cohérentes indépendamment de la position de rotor. En raison du rapport proche de saliency d'unité, les conceptions de moteur de SPM se fondent de manière significative, sinon complètement, sur le composant magnétique de couple pour produire le couple.

Les moteurs d'IPM ont un aimant permanent incorporé dans le rotor lui-même. À la différence de leurs homologues de SPM, l'emplacement des aimants permanents rend des moteurs d'IPM très mécaniquement sains, et appropriés au fonctionnement à très grande vitesse. Ces moteurs également sont définis par leur rapport magnétique relativement élevé de saliency (Lq > LD). En raison de leur saliency magnétique, un moteur d'IPM a la capacité de produire du couple en tirant profit des composants magnétiques et de réticence de couple du moteur.

Structures de moteur de P.M.
Des structures de moteur de P.M. peuvent être séparées dans deux catégories : intérieur et extérieur. Chaque catégorie a son sous-ensemble de catégories. Un moteur extérieur de P.M. peut avoir ses aimants dessus ou encart dans la surface du rotor, pour augmenter la robustesse de la conception. Le positionnement et la conception à un aimant permanent intérieurs d'un moteur peuvent varier considérablement. Les aimants du moteur d'IPM peuvent être encart comme grand bloc ou bouleversé pendant qu'ils viennent plus près du noyau. Une autre méthode est de les faire enfoncer dans un modèle de rai.

Variation d'inductance de moteur de P.M. par rapport à la charge
Seulement tellement le flux peut être lié à un morceau de fer pour produire du couple. Par la suite, le fer saturera et ne permettra plus au flux de lier. Le résultat est une réduction de l'inductance du chemin pris par un champ de flux. Dans une machine de P.M., les valeurs de d-axe et d'inductance de q-axe réduiront avec des augmentations du courant de charge.

Les inductances de d et de q-axe d'un moteur de SPM sont presque identiques. Puisque l'aimant est en dehors de du rotor, l'inductance du q-axe chutera au même taux que l'inductance de d-axe. Cependant, l'inductance d'un moteur d'IPM réduira différemment. Encore, l'inductance de d-axe est naturellement inférieure parce que l'aimant est dans le chemin de flux et ne produit pas d'une propriété inductive. Par conséquent, il y a moins de fer à saturer au d-axe, qui a comme conséquence une réduction sensiblement inférieure de flux en ce qui concerne le q-axe.

Types d'aimant de moteur de P.M.

Il y a quelques types de matières à un aimant permanent actuellement employées pour les moteurs électriques. Chaque type de métal a ses avantages et inconvénients.

Auto-détection contre l'opération en circuit fermé

Les avances récentes en technologie d'entraînement permettent le C.A. standard conduit « auto-pour détecter » et pour dépister la position d'aimant de moteur. Un système en circuit fermé utilise typiquement le canal de z-impulsion pour optimiser la représentation. Par certaines routines, la commande connaît la position précise de l'aimant de moteur en dépistant les canaux d'A/B et la correction pour des erreurs avec le z-canal. Connaître la position précise de l'aimant tient compte de la production optima de couple ayant pour résultat l'efficacité optima.

Jaillissez l'affaiblissement/intensification des moteurs de P.M.
Le flux dans un moteur à un aimant permanent est produit par les aimants. Le champ de flux suit un certain chemin, qui peut être amplifié ou opposé. L'amplification ou l'intensification du champ de flux permettra au moteur d'augmenter temporairement la production de couple. L'opposition du champ de flux niera le gisement existant d'aimant du moteur. Le gisement réduit d'aimant limitera la production de couple, mais réduit la tension de retour-emf. La tension de retour-emf réduite libère la tension pour pousser le moteur pour fonctionner aux vitesses à haute production. Les deux types d'opération exigent le courant supplémentaire de moteur. La direction du moteur actuel à travers le d-axe, si par le contrôleur de moteur, détermine l'effet désiré.

Avantages des moteurs à un aimant permanent de terres rares

Rendement élevé : La courbe d'efficacité du moteur asynchrone tombe généralement plus rapidement au-dessous de 60% de la charge évaluée, et l'efficacité est très basse à la charge légère. La courbe d'efficacité du moteur à un aimant permanent de terre rare est haute et plate, et elle est dans le secteur à haute efficacité à 20%~120% de la charge évaluée.

Facteur de puissance élevée : La valeur mesurée du facteur de puissance du moteur synchrone d'aimant permanent de terre rare est proche de la valeur limite de 1,0. La courbe de facteur de puissance est aussi haute et plate que la courbe d'efficacité. Le facteur de puissance est haut. La compensation électrique réactive de basse tension n'est pas exigée et la capacité de système de distribution d'énergie est entièrement utilisée.

Le courant de redresseur est petit : Le rotor n'a aucun courant d'excitation, la puissance réactive est réduite, et le courant de redresseur est sensiblement réduit. Comparé au moteur asynchrone de la même capacité, la valeur courante de redresseur peut être réduite de 30% à 50%. En même temps, parce que le courant de redresseur est considérablement réduit, la hausse de la température de moteur est réduite, et la vie de rapport de graisse et de rapport sont prolongées.

Couple élevé de -de-étape et couple de parking : Les moteurs synchrones d'aimant permanent de terre rare ont un couple plus élevé de -de-étape et le couple de parking, qui fait le moteur ont une capacité de charge plus élevée et peuvent être sans à-coup tirés dans la synchronisation.

Quelles applications utilisent des moteurs de PMSM ?

Les industries qui utilisent des moteurs de PMSM incluent métallurgique, en céramique, en caoutchouc, le pétrole, des textiles, et beaucoup d'autres. Des moteurs de PMSM peuvent être conçus pour fonctionner à la vitesse synchrone à partir d'un approvisionnement en tension et fréquence aussi bien qu'applications constantes de l'entraînement à vitesse variable (VSD). Très utilisé dans des véhicules électriques (EVs) dus aux densités de rendement élevé et de puissance et de couple, ils sont généralement un choix supérieur dans des applications élevées de couple telles que des mélangeurs, des broyeurs, des pompes, des fans, des ventilateurs, des convoyeurs, et des applications industrielles où traditionnellement des moteurs à induction sont trouvés.