永磁同步電機應(yīng)用范圍
永磁同步電機應(yīng)用范圍如下三大類: 按照不同的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的要求,電機驅(qū)動又分為定速驅(qū)動、調(diào)速驅(qū)動和精密控制驅(qū)動三類。
1、 定速驅(qū)動
工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有大量的生產(chǎn)機械要求連續(xù)地以大致不變的速度單方向運行,例如風(fēng)機、泵、壓縮機、普通機床等。對這類機械以往大多采用三相或單相異步電動機來驅(qū)動。異步電動機成本較低,結(jié)構(gòu)簡單牢靠,維修方便,很適合該類機械的驅(qū)動。但是,異步電動機效率、功率因數(shù)低、損耗大,而該類電機使用面廣量大,故有大量的電能在使用中被浪費了。其次,工農(nóng)業(yè)中大量使用的風(fēng)機、水泵往往亦需要調(diào)節(jié)其流量,通常是通過調(diào)節(jié)風(fēng)門、閥來完成的,這其中又浪費了大量的電能。70年代起,人們用變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機、水泵中異步電動機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)它們的流量,取得可觀的節(jié)能效果,但變頻器的成本又限制了它的使用,而且異步電動機本身的低效率依然存在。
再如儀器儀表等設(shè)備上大量使用的冷卻風(fēng)扇,以往都采用單相異步電動機外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的驅(qū)動方式,它的體積和重量大,效率低。近年來它已經(jīng)完全被永磁無刷直流電動機驅(qū)動的無刷風(fēng)機所取代。現(xiàn)代迅速發(fā)展的各種計算機等信息設(shè)備上更是無例外地使用著無刷風(fēng)機。這些年,使用無刷風(fēng)機已形成了完整的系列,品種規(guī)格多,外框尺寸從15mm到120mm共有12種,框架厚度有6mm到18mm共7種,電壓規(guī)格有直流1.5V、3V、5V、12V、24V、48V,轉(zhuǎn)速范圍從 2100rpm到14000rpm,分為低轉(zhuǎn)速、中轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)速和超高轉(zhuǎn)速4種,壽命30000小時以上,電機是外轉(zhuǎn)子的永磁無刷直流電動機。
近年來的實踐表明,在功率不大于10kW而連續(xù)運行的場合,為減小體積、節(jié)省材料、提高效率和降低能耗等因素,越來越多的異步電動機驅(qū)動正被永磁無刷直流電動機逐步替代。而在功率較大的場合,由于一次成本和投資較大,除了永磁材料外,還要功率較大的驅(qū)動器,故還較少有應(yīng)用。
2、 調(diào)速驅(qū)動
有相當(dāng)多的工作機械,其運行速度需要任意設(shè)定和調(diào)節(jié),但速度控制精度要求并不非常高。這類驅(qū)動系統(tǒng)在包裝機械、食品機械、印刷機械、物料輸送機械、紡織機械和交通車輛中有大量應(yīng)用。在這類調(diào)速應(yīng)用領(lǐng)域最初用的最多的是直流電動機調(diào)速系統(tǒng),70年代后隨電力電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展,異步電動機的變頻調(diào)速迅速滲透到原來的直流調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。這是因為一方面異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能價格完全可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美,另一方面異步電動機與直流電動機相比有著制造工藝簡單、效率高、同功率電機用銅量少、維護保養(yǎng)方便等優(yōu)點。故異步電動機變頻調(diào)速在許多場合迅速取代了直流調(diào)速系統(tǒng)。
交流永磁同步電動機由于其體積小、重量輕、高效節(jié)能等一系列優(yōu)點,是當(dāng)今社會的低碳電機。已越來越引起人們重視,由于同步電機的運行特性和其控制技術(shù)日趨成熟。中小功率的直流電動機、異步電動機變頻調(diào)速正逐步被永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)所取代。電梯驅(qū)動就是一個典型的例子。又容易做成機產(chǎn)品及相配的變頻控制器,功率從0.4kW~750kW體積比同容量異步電動機小1~2個機座號,力能指標(biāo)明顯高于異步電動機,可用于機床、泵、壓縮機、起重運輸機械、擠出機械、升降機等多種場合。
3、 精密控制驅(qū)動
① 高精度的伺服控制系統(tǒng)
伺服電動機在工業(yè)自動化領(lǐng)域的運行控制中扮演了十分重要的角色,應(yīng)用場合的不同對伺服電動機的控制性能要求也不盡相同。實際應(yīng)用中,伺服電動機有各種不同的控制方式,例如轉(zhuǎn)矩控制/電流控制、速度控制、位置控制等。伺服電動機系統(tǒng)也經(jīng)歷了直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、步進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng),直至近年來最為引人注目的永磁電動機交流伺服系統(tǒng)。最近幾年進(jìn)口的各類自動化設(shè)備、自動加工裝置和機器人等絕大多數(shù)都采用永磁同步電動機的交流伺服系統(tǒng)。
② 信息技術(shù)中的永磁同步電動機
當(dāng)今信息技術(shù)高度發(fā)展,各種計算機外設(shè)和辦公自動化設(shè)備也隨之高度發(fā)展,與其配套的關(guān)鍵部件微電機需求量大,精度和性能要求也越來越高。復(fù)印機等中所使用的驅(qū)動電機絕大多數(shù)是永磁無刷直流電動機。受技術(shù)水平限制,這類微電機目前國內(nèi)還不能自己制造,有部分產(chǎn)品在國內(nèi)組裝。
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