ベルト・コンベヤーのための省エネの低い開始の現在の3段階PMSMモーター
永久マグネット同期電動機は何であるか。
永久マグネット同期電動機(PMSM)は回転子で埋め込まれる永久的な磁石を使用して作動するタイプの電動機である。それはまた時々ブラシレスACモーターか同期永久マグネットモーターと言われる。
PMSMでは、固定子(モーターの静止した部品)は回転磁界を作成するために順序で活気づく一連のコイルを含んでいる。回転子(モーターの回転部品)は固定子によって作り出される磁界と相互に作用している磁界を作り出すために整理される一連の永久的な磁石を含んでいる。
2つの磁場が相互に作用していると同時に、回転子は回り、機械類か他の装置に動力を与えるのに使用することができる力学的エネルギーを作り出す。回転子の永久的な磁石が強い、一定した磁界を提供するので、PMSMsは非常に能率的で、他のタイプよりより少ないエネルギーをの電動機作動するように要求する。
PMSMsは電気自動車、産業機械および家庭用電化製品を含むいろいろ適用で、使用される。それらはそれらに多くの異なったタイプのシステムのための普及した選択をする高性能、低い維持率および精密な制御のために知られている。
PMACMsの定義の特徴–回転子内の永久的な磁石固定子の巻上げの回転磁界(RMF)によって–は機能され、回転動きに撃退される。これは磁力が回転子ハウジングで引き起こされるか、または発生しなければならない現在を要求する他の回転子からの偏差、である。これは回転子の磁界が永久的で、生成に使用する力のもとを必要としないのでPMACMsが一般に誘導電動機より有効であることを意味する。これはまたそれらは作動するようにこれらのモーターによって作り出されるトルクを滑らかにする制御システムである可変的な頻度ドライブ(VFD、またはPMドライブ)が要求することを意味する。従って回転子の回転のある特定の段階で固定子の巻上げへ流れを断続的に転換することによって、PMドライブ同時にトルクをおよび現在は制御し、軸出力の回転子の位置および速度を計算するのにこのデータを使用する。それらは回転速度がRMFの速度に一致させるので、同期機である。これらの機械は比較的新しく、まだ最大限に活用されている、従って何れかの1 PMACMの特定の操作は、今のところ、本質的に各設計に独特である。
PMモーター構造
PMモーター構造は2つの部門に分けることができる:内部および表面。各部門に部門のサブセットがある。表面PMモーターは回転子の表面に設計の強さを高める磁石か差込みを備えることができる。内部の永久マグネットモーター位置および設計は広く変わることができる。IPMモーターの磁石は中心に近い方に来ると同時に差込み大きいブロックとしてまたはぐらつくである場合もある。もう一つの方法はそれらをスポーク パターンで埋め込んでもらうことである。
永久マグネットモーターと非同期モーターの違い
01. 回転子の構造
非同期モーター:回転子は鉄心および巻くこと、主にsquirrel-cageおよびwire-wound回転子から成っている。squirrel-cage回転子はアルミニウム棒と投げられる。固定子を切るアルミニウム棒の磁界は回転子を運転する。
PMSMモーター:永久的な磁石は回転子の磁極で埋め込まれ、異なった拒絶を引き付ける同じ段階の磁極の原則に従って固定子で発生する回転磁界によって回るために運転される。
02. 効率
非同期モーター:ある程度のエネルギー損失、モーター反応流れおよび低い電力の要因に終って格子刺激からの現在を、吸収する必要がありなさい。
PMSMモーター:磁界は永久的な磁石によって提供される、回転子は励磁電流を必要としないし、モーター効率は改善される。
03. 容積および重量
高性能永久マグネット材料の使用は永久マグネット同期電動機の空隙に磁界を非同期モーターのそれより大きくさせる。サイズおよび重量は非同期モーターと比較されて減る。それは1-2のフレーム サイズ低くより非同期モーターである。
04. 流れを始めるモーター
非同期モーター:それは力の頻度電気によって直接始まり、電力網の大きい影響が瞬時にある評価される流れに5から7倍の達することができる開始の流れは大きい。大きい開始の流れにより固定子の巻上げの漏出抵抗の電圧低下は増加する開始のトルクは小さいそう頑丈な開始達成することができないである。インバーターは使用されても、定格出力の現在の範囲の内でしか始まることができない。
PMSMモーター:それは減力剤の定格出力の条件に欠けている熱心なコントローラーによって操作される。実際の開始の流れは小さい、流れは負荷に従って次第に高められ、開始のトルクは大きい。
05. 力率
非同期モーターに低い電力の要因が、電力網からの多量の反応流れを吸収しなければならないある非同期モーターの大きい開始の流れにより電力網の短期影響を引き起こし、長期使用は電力網の装置および変圧器へのある特定の損害を与える。力補償の単位を加え、電力網の質を保障し、装置の使用の費用を高めるために無効電力補償を行うことは必要である。
永久マグネット同期電動機の回転子に誘導電流がないし、電力網の質要因を改善し、補正器を取付ける必要性を除去するモーターの力率は高い。
06. 維持
非同期モーター+減力剤の構造は振動、熱、高い故障率、大きい潤滑油の消費および高い手動維持費を発生させる;それによりある特定のダウンタイムの損失を引き起こす。
三相永久マグネット同期電動機は装置を直接運転する。減力剤が除去されるので、モーター出力速度は低い、機械騒音は低い、機械振動は小さく、故障率は低い。全体のドライブはほとんど手入れ不要である。
永久マグネットAC (PMAC)モーターは広い応用範囲をを含む備えている:
産業機械:PMACモーターはポンプ、圧縮機、ファンおよび工作機械のようないろいろ産業機械の塗布で、使用される。それらは高性能、高い発電密度およびそれらをこれらの適用にとって理想的にさせる精密な制御を提供する。
ロボット工学:PMACモーターは高いトルク密度、精密な制御および高性能を提供するロボット工学およびオートメーションの適用で使用される。それらはロボティック腕、グリッパーおよび他の動作制御システムで頻繁に使用される。
HVACシステム:PMACモーターは暖房、換気および高性能、精密な制御および低雑音のレベルを提供する空気調節(HVAC)システムで使用される。それらはこれらのシステムのファンそしてポンプで頻繁に使用される。
再生可能エネルギーシステム:PMACモーターは再生可能エネルギーシステムで、風力および高性能、高い発電密度および精密な制御を提供する太陽追跡者のような使用される。それらはこれらのシステムの発電機そして能力別クラス編成制度で頻繁に使用される。
医療機器:PMACモーターは医療機器で、高いトルク密度、精密な制御および低雑音のレベルを提供するMRI機械のような使用される。それらはこれらの機械の可動部分を運転するモーターで頻繁に使用される。
SPM対IPM
PMモーターは2つの主要な部門に分けることができる:表面の永久マグネットモーター(SPM)および内部の永久マグネットモーター(IPM)。どちらのモーター設計タイプも回転子棒を含んでいない。タイプは両方ともに添付される永久的な磁石か回転子の内部によって磁束を発生させる。
SPMモーターは回転子の表面の外面に添付される磁石を備えている。このような理由で機械土台は、機械強さIPMモーターのそれより弱い。弱められた機械強さはモーターの最高の安全な機械速度を限る。さらに、これらのモーターは非常に限られた磁気saliency (Ldの≈ Lq)を表わす。インダクタンス価値は回転子ターミナルで回転子の位置にもかかわらず一貫している測定した。近い単一性のsaliencyの比率のためにトルクを作り出すために、SPMモーター設計は磁気トルクの部品に、完全に、かなり頼る。
IPMモーターに回転子自体に埋め込まれる永久マグネットがある。SPMの同等とは違って、永久的な磁石の位置はIPMモーターを高速で作動のために非常に機械的に健全、適したようにする。これらのモーターはまた比較的高い磁気saliencyの比率によって定義される(Lq > Ld)。磁気saliencyが原因で、IPMモーターにモーターの磁気および不本意のトルクの部品の利用によってトルクを発生させる機能がある。
IPM (内部の永久マグネット)モーターは特色になる
高いトルクおよび高性能
高いトルクおよび高出力は磁気トルクに加えて不本意のトルクの使用によって達成される。
省エネ操作
それは30%まで慣習的なSPMモーターと比較されるより少ない力消費する。
高速回転
それはベクトル制御を使用して2つのタイプのトルクの制御による高速モーター回転に答えることができる。
安全
永久マグネット以来、機械安全同様に改良されるSPMでとは違って、磁石取り外さない遠心力が原因で埋め込まれる。
IPMをなぜ選ぶべきであるかSPMの代りのモーターか。
1. 高いトルクは磁気トルクに加えて不本意のトルクの使用によって達成される。
2. IPMモーターは30%まで慣習的な電動機と比較されるより少ない力消費する。
3. 機械安全はSPMでとは違って、磁石取り外さない遠心力が原因で同様に改善される。
4. それはベクトル制御を使用して2つのタイプのトルクの制御による高速モーター回転に答えることができる。
/激化PMモーターの弱まることを溶かしなさい
永久マグネットモーターの変化は磁石によって発生する。変化分野は後押しされるか、または反対することができるある特定の道に続く。変化分野を後押しするか、または激化させることはモーターが一時的にトルクの生産を高めるようにする。変化分野に反対することはモーターの既存の磁石分野を否定する。減らされた磁石分野はトルクの生産を限るが、バックemf電圧を減らす。減らされたバックemf電圧は高出力の速度で作動するためにモーターを押すように電圧を自由に使えるようにする。両タイプの操作は付加的なモーター流れを要求する。d軸線を渡って、モーター コントローラーによって現在の、モーターの方向は望ましい効果を定める。
モーターの棒は固定子および回転子の南北磁気ポイント単にである。PMACMsでは、これらの棒は回転子で永久的で、固定子で回転を作り出すために転換する。coggingモーターとして知られている現象は永久的な磁石の魅力そして拒絶の一定した克服により回転子の回転の間に不必要な急に動くことを引き起こすところに起こることができる。Coggingは通常モーターの開始に行きあわし、振動、騒音および不均等な回転をもたらすことができる。この問題、またトルクさざ波の効果を減らすためにPMACMの助けの棒の数を高める。従ってPMACMsに普通より高い入力頻度が同じような回転速度を達成することを必要とすることを提案する誘導電動機よりより多くの棒がある。
直接開始、自己カップリングの減圧の開始、Y-Δの減圧のを含む永久マグネット同期電動機を、始める多くの方法が開始、柔らかい開始、インバーター開始、等ある。従ってその間の相違は何であるか。
1. 格子容量がおよび完全な電圧に直接開始を与えるために荷を積むために完全な電圧直接開始考慮することができる時。利点は便利な操作および制御、簡単な維持および高い経済である。主に小さい力モーターを始めることを使用する。
2. 自動変速機はだけでなく、異なった負荷の必要性を満たすことができるまた開始のトルクによってがより大きい圧力を減らすのに自動変速機の複数の接触を使用し始める。それは方法を始める減圧で、高容量モーターを始めるために頻繁に使用される。
3. Y-Δは普通動き始める。リスおり非同期モーターはデルタの固定子に傷ついて、接続される。始まるとき傷ついて、デルタに開始の後で次に固定子が星に接続されれば、開始の流れは減らし、電力網の影響は軽減することができる。この起動モードは星デルタの減圧の開始、か星デルタの開始(Yデルタの開始)と言われる。それは正価格販売またはライト負荷開始のために適している。他のどの減圧の始動機と比較されて、それに単純構造があり、また比較的安価である。さらに、モードを始める星デルタに別の利点がある、すなわち負荷が軽いとき、永久マグネット同期電動機は星接続されたモードで作動させることができる。現時点で、評価されるトルクおよび負荷は一致させることができそれによりモーターの効率を改善しおよびパワー消費量を救う。
4. 柔らかい始動機はモーターの電圧調整の開始を実現するためにsilicon-controlled整流器の偏移電圧調整の原則を採用する。それはよい開始の効果および高い費用の永久マグネット同期電動機の開始制御のために主に、使用される。
5. 頻度コンバーターは現代運動制御の分野の最も高い技術的な内容、完全な制御機能およびよい制御効果の運動制御装置である。それは電力網の頻度の変更によって永久マグネット同期電動機の速度そしてトルクを調節し、速度の規則および高速制御のための高い条件を要求する分野で主に使用される。
減圧の開始、共通の星デルタの開始、不利な点は開始のトルクが正価格販売またはライト負荷開始のためだけに小さい、適していることである。利点は安いことである。柔らかい開始、開始装置の開始時刻そして最初のトルクを置くことができたり柔らかい開始および柔らかい停止を実現し、価格である適当開始の流れを限ることができる。周波数変換の開始は一定の時間に従って、滑らかに始まり、一定の頻度で装置の操業を、価格高い割り当てた。