Ámbito de aplicación del motor síncrono de imán permanente
De acuerdo con los requisitos de diferentes maquinarias de producción industrial y agrícola, los motores se dividen en tres categorías: accionamiento de velocidad fija, accionamiento de regulación de velocidad y accionamiento de control de precisión.
1. Accionamiento de velocidad fija
En la producción industrial y agrícola, existe una gran cantidad de maquinaria de producción que requiere un funcionamiento continuo en una dirección a una velocidad aproximadamente constante, como los ventiladores. , bombas, compresores, máquinas herramienta ordinarias, etc. Antiguamente la mayor parte de este tipo de maquinaria era accionada por motores asíncronos trifásicos o monofásicos. Los motores asíncronos tienen un bajo coste, una estructura sencilla y fiable, y un fácil mantenimiento, por lo que son muy adecuados para accionar este tipo de maquinaria. Sin embargo, los motores asíncronos tienen baja eficiencia, factor de potencia y grandes pérdidas, y este tipo de motor se usa ampliamente en grandes cantidades, por lo que se desperdicia una gran cantidad de energía eléctrica durante su uso. En segundo lugar, los ventiladores y las bombas de agua que se utilizan ampliamente en la industria y la agricultura a menudo necesitan ajustar su flujo, lo que generalmente se hace ajustando compuertas y válvulas, lo que desperdicia mucha energía eléctrica. Desde la década de 1970, la gente ha utilizado convertidores de frecuencia para ajustar la velocidad de los motores asíncronos en ventiladores y bombas de agua para ajustar sus flujos, logrando efectos considerables de ahorro de energía. Sin embargo, el costo del convertidor de frecuencia limita su uso y la baja eficiencia de. el motor asíncrono todavía existe.
Por ejemplo, los compresores de aire acondicionado domésticos utilizaban originalmente motores asíncronos monofásicos, y sus desventajas eran el control de encendido y apagado de su funcionamiento. A principios de la década de 1990, Toshiba Corporation de Japón adoptó por primera vez la regulación de velocidad de frecuencia variable de motores asíncronos en el control de compresores. Las ventajas de la regulación de velocidad de frecuencia variable promovieron el desarrollo de acondicionadores de aire de frecuencia variable. En los últimos años, empresas japonesas como Hitachi y Sanyo han comenzado a utilizar motores sin escobillas de imanes permanentes para reemplazar la regulación de velocidad de frecuencia variable de los motores asíncronos, lo que ha mejorado significativamente la eficiencia, logrado mejores efectos de ahorro de energía y una mayor reducción del ruido, al mismo tiempo. Potencia nominal y velocidad nominal Supongamos que el volumen y el peso del motor asíncrono monofásico son del 100%, entonces el volumen del motor de CC sin escobillas de imán permanente es del 38,6%, el peso es del 34,8% y la cantidad de cobre utilizada es del 20,9. %, y la cantidad de hierro utilizada es del 36,5%, la eficiencia mejora más del 10%, el ajuste de velocidad es conveniente y el precio es comparable al ajuste de velocidad de conversión de frecuencia del motor asíncrono. La aplicación de motores CC sin escobillas de imanes permanentes en acondicionadores de aire ha promovido la mejora de los agentes acondicionadores de aire.
Otro ejemplo es el ventilador de refrigeración ampliamente utilizado en instrumentos y otros equipos. En el pasado, era impulsado por un motor asíncrono monofásico con una estructura de rotor externo. Es de gran tamaño y peso. baja eficiencia. En los últimos años ha sido sustituido completamente por ventiladores Brushless accionados por motores DC Brushless de imanes permanentes. Los ventiladores sin escobillas se utilizan sin excepción en diversas computadoras y otros equipos de información que se están desarrollando rápidamente en los tiempos modernos. A lo largo de los años, se ha formado una serie completa de ventiladores sin escobillas con muchas variedades y especificaciones. Hay 12 tipos de tamaños de marco exterior de 15 mm a 120 mm, 7 tipos de grosor de marco de 6 mm a 18 mm y especificaciones de voltaje de CC de 1,5 V. , 3V, 5V, 12V, 24V, 48V, el rango de velocidad es de 2100rpm a 14000rpm, dividido en 4 tipos: baja velocidad, velocidad media, alta velocidad y velocidad ultraalta. La vida útil es de más de 30000 horas. Es un motor eléctrico de CC sin escobillas de imán permanente con rotor exterior.
La práctica de los últimos años ha demostrado que en situaciones en las que la potencia no supera los 10 kW y funciona de forma continua, para reducir el tamaño, ahorrar materiales, mejorar la eficiencia y reducir el consumo de energía, cada vez se utilizan más motores asíncronos. Se están utilizando. Es reemplazado gradualmente por un motor CC sin escobillas de imán permanente. En aplicaciones de alta potencia, debido al alto costo primario y la inversión, además de los materiales magnéticos permanentes, se requiere un controlador de alta potencia, por lo que hay menos aplicaciones.
2. Accionamiento de velocidad ajustable
Hay bastantes máquinas en funcionamiento cuya velocidad de funcionamiento debe configurarse y ajustarse arbitrariamente, pero los requisitos de precisión del control de velocidad no son muy altos. Este tipo de sistema de accionamiento tiene un gran número de aplicaciones en maquinaria de envasado, maquinaria alimentaria, maquinaria de impresión, maquinaria de manipulación de materiales, maquinaria textil y vehículos de transporte.
En este tipo de campo de aplicación de regulación de velocidad, el sistema de regulación de velocidad del motor de CC se utilizó inicialmente. Después de la década de 1970, con el desarrollo de la tecnología de electrónica de potencia y la tecnología de control, la regulación de velocidad de conversión de frecuencia de los motores asíncronos. Penetró rápidamente en el sistema de regulación de velocidad original. Campos de aplicación del sistema de control de velocidad de CC. Esto se debe a que, por un lado, el rendimiento y el precio del sistema de control de velocidad de conversión de frecuencia del motor asíncrono es completamente comparable al del sistema de control de velocidad de CC. Por otro lado, el motor asíncrono tiene las ventajas de una gran capacidad y una alta confiabilidad. , baja interferencia y larga vida útil en comparación con el motor de CC. Por lo tanto, la regulación de velocidad de conversión de frecuencia del motor asíncrono ha reemplazado rápidamente al sistema de regulación de velocidad de CC en muchas ocasiones.
Debido a su pequeño tamaño, peso ligero, alta eficiencia y ahorro de energía, el motor síncrono de imán permanente de CA ha atraído cada vez más atención. Su tecnología de control se ha vuelto cada vez más madura y su controlador se ha comercializado. La regulación de velocidad de conversión de frecuencia de motores asíncronos de pequeña y mediana potencia está siendo reemplazada gradualmente por el sistema de regulación de velocidad de motores síncronos de imanes permanentes. Los accionamientos de ascensores son un ejemplo típico. El sistema de accionamiento del ascensor tiene ciertos requisitos para la aceleración, velocidad constante, frenado y posicionamiento del motor. Al principio, la gente utilizaba sistemas de control de velocidad de motores de CC y sus deficiencias eran evidentes. En la década de 1970, la tecnología de conversión de frecuencia maduró y los variadores de velocidad de frecuencia variable de los motores asíncronos reemplazaron rápidamente a los sistemas de regulación de velocidad de CC en la industria de los ascensores. En los últimos años, la última tecnología de accionamiento en la industria de los ascensores es el sistema de control de velocidad del motor síncrono de imán permanente. Es de tamaño pequeño, ahorra energía, tiene un buen rendimiento de control y se puede convertir fácilmente en accionamiento directo de baja velocidad, eliminando así el problema. la necesidad de dispositivos de reducción de engranajes; tiene poco ruido, precisión de nivelación y comodidad es mejor que el sistema de accionamiento anterior, y es adecuado para su uso en ascensores sin sala de máquinas. El sistema de accionamiento de motor síncrono de imán permanente rápidamente ha sido favorecido por las principales empresas de ascensores, y sus productos de serie de convertidores de frecuencia especiales de soporte se han lanzado en varias marcas.
Es previsible que en el caso del control de velocidad, el motor síncrono de imán permanente domine el mundo. La compañía japonesa Fuji ha lanzado una serie de controladores de conversión de frecuencia que combinan con productos de motores síncronos de imán permanente, con potencias que oscilan entre 0,4 kW y 300 kW y un volumen de 1 a 2 tamaños más pequeño que el de los motores asíncronos con la misma capacidad y energía. Los indicadores son significativamente más altos que los de los motores asíncronos. Disponible Adecuado para bombas, maquinaria de transporte, mezcladores, cabrestantes, elevadores, grúas y muchos otros lugares.
3. Accionamiento de control de precisión
① Sistema de servocontrol de alta precisión
Los servomotores desempeñan un papel muy importante en el control de operaciones en el campo de la automatización industrial. Los diferentes escenarios de aplicación tienen diferentes requisitos de rendimiento de control para los servomotores. En aplicaciones prácticas, los servomotores tienen varios métodos de control, como control de par/control de corriente, control de velocidad, control de posición, etc. El sistema de servomotor también ha experimentado el servosistema de CC, el servosistema de CA, el sistema de accionamiento de motor paso a paso, hasta el servosistema de CA con motor de imán permanente más llamativo de los últimos años. La mayoría de los diversos tipos de equipos de automatización, dispositivos de procesamiento automático y robots importados en los últimos años utilizan servosistemas de CA de motores síncronos de imanes permanentes.
② Motor síncrono de imán permanente en tecnología de la información
La tecnología de la información actual está altamente desarrollada, y varios periféricos de computadora y equipos de automatización de oficinas también están altamente desarrollados. Los componentes clave que la respaldan son los micromotores. tienen una gran demanda y los requisitos de precisión y rendimiento son cada vez mayores. Los requisitos para este tipo de micromotores son miniaturización, delgadez, alta velocidad, larga vida útil, alta confiabilidad, bajo ruido y baja vibración, y los requisitos de precisión son particularmente altos. Por ejemplo, el motor de accionamiento del husillo de una unidad de disco duro es un motor de CC sin escobillas de imán permanente, que hace que el disco gire a una alta velocidad de casi 10.000 rpm. El cabezal magnético del disco que realiza funciones de lectura y escritura de datos está suspendido. movimiento a sólo 0,1 a 0,3 micrones de la superficie del disco. Se puede imaginar que los requisitos de precisión son muy altos. La gran mayoría de los motores de accionamiento utilizados en diversos equipos de tecnología de la información, como impresoras, discos duros y blandos, unidades de disco óptico, máquinas de fax, fotocopiadoras, etc., son motores de CC sin escobillas de imanes permanentes. Debido a limitaciones técnicas, este tipo de micromotores no se pueden fabricar en el país y algunos productos se ensamblan en el país.