Negli ultimi anni, i motori ad azionamento diretto a magneti permanenti hanno compiuto progressi significativi e vengono utilizzati principalmente in carichi a bassa velocità, come trasportatori a nastro, miscelatori, macchine trafilatrici, pompe a bassa velocità, in sostituzione di sistemi elettromeccanici composti da motori ad alta velocità e meccanismi meccanici meccanismi di riduzione. La gamma di velocità del motore è generalmente inferiore a 500 giri/min. I motori ad azionamento diretto a magneti permanenti possono essere principalmente suddivisi in due forme strutturali: rotore esterno e rotore interno. L'azionamento diretto a magnete permanente del rotore esterno viene utilizzato principalmente nei trasportatori a nastro.
Nella progettazione e nell'applicazione dei motori ad azionamento diretto a magneti permanenti, è necessario notare che l'azionamento diretto a magneti permanenti non è adatto a velocità di uscita particolarmente basse. Quando la maggior parte dei carichi è all'interno50 giri/min sono azionati da un motore ad azionamento diretto, se la potenza rimane costante, si tradurrà in una coppia elevata, con conseguenti costi elevati del motore e efficienza ridotta. Quando si determinano la potenza e la velocità, è necessario confrontare l'efficienza economica della combinazione di motori ad azionamento diretto, motori a velocità più elevata e ingranaggi (o altre strutture meccaniche che aumentano e diminuiscono la velocità). Attualmente, le turbine eoliche superiori a 15 MW e inferiori a 10 giri al minuto stanno gradualmente adottando uno schema di azionamento semidiretto, utilizzando ingranaggi per aumentare adeguatamente la velocità del motore, ridurre i costi del motore e, in definitiva, abbassare i costi del sistema. Lo stesso vale per i motori elettrici. Pertanto, quando la velocità è inferiore a 100 giri/min, è necessario considerare attentamente le considerazioni economiche e si può scegliere uno schema di azionamento semidiretto.
I motori ad azionamento diretto a magneti permanenti utilizzano generalmente rotori a magneti permanenti montati in superficie per aumentare la densità di coppia e ridurre l'utilizzo di materiale. A causa della bassa velocità di rotazione e della piccola forza centrifuga, non è necessario utilizzare una struttura del rotore a magnete permanente incorporata. Generalmente, per fissare e proteggere il magnete permanente del rotore vengono utilizzati barre di pressione, manicotti in acciaio inossidabile e manicotti protettivi in fibra di vetro. Tuttavia, alcuni motori con requisiti di affidabilità elevati, numero di poli relativamente piccolo o vibrazioni elevate utilizzano anche strutture di rotore a magnete permanente integrate.
Il motore ad azionamento diretto a bassa velocità è azionato da un convertitore di frequenza. Quando il progetto del numero di poli raggiunge un limite superiore, un'ulteriore riduzione della velocità si tradurrà in una frequenza inferiore. Quando la frequenza del convertitore di frequenza è bassa, il ciclo di lavoro del PWM diminuisce e la forma d'onda è scarsa, il che può portare a fluttuazioni e velocità instabile. Pertanto anche il controllo di motori ad azionamento diretto a velocità particolarmente bassa è piuttosto difficile. Attualmente, alcuni motori a velocità ultrabassa adottano uno schema di modulazione del campo magnetico per utilizzare una frequenza di pilotaggio più elevata.
I motori ad azionamento diretto a magneti permanenti a bassa velocità possono essere principalmente raffreddati ad aria e a liquido. Il raffreddamento ad aria adotta principalmente il metodo di raffreddamento IC416 di ventole indipendenti e il raffreddamento a liquido può essere il raffreddamento ad acqua (IC71W), che può essere determinato in base alle condizioni in loco. Nella modalità di raffreddamento a liquido, il carico termico può essere progettato più elevato e la struttura più compatta, ma è necessario prestare attenzione all'aumento dello spessore del magnete permanente per evitare la smagnetizzazione da sovracorrente.
Per i sistemi di motori ad azionamento diretto a bassa velocità con requisiti di controllo della precisione della velocità e della posizione, è necessario aggiungere sensori di posizione e adottare un metodo di controllo con sensori di posizione; Inoltre, se è richiesta una coppia elevata durante l'avvio, è necessario anche un metodo di controllo con un sensore di posizione.
Sebbene l'uso di motori ad azionamento diretto a magneti permanenti possa eliminare il meccanismo di riduzione originale e ridurre i costi di manutenzione, una progettazione irragionevole può comportare costi elevati per i motori ad azionamento diretto a magneti permanenti e una diminuzione dell'efficienza del sistema. In generale, l'aumento del diametro dei motori ad azionamento diretto a magneti permanenti può ridurre il costo per unità di coppia, quindi i motori ad azionamento diretto possono essere trasformati in un disco di grandi dimensioni con un diametro maggiore e una lunghezza dello stack inferiore. Esistono però anche dei limiti all’aumento del diametro. Un diametro eccessivamente grande può aumentare il costo dell'involucro e dell'albero e anche i materiali strutturali supereranno gradualmente il costo dei materiali effettivi. Pertanto, la progettazione di un motore ad azionamento diretto richiede l'ottimizzazione del rapporto lunghezza/diametro per ridurre il costo complessivo del motore.
Infine, vorrei sottolineare che i motori ad azionamento diretto a magneti permanenti sono ancora motori azionati da convertitore di frequenza. Il fattore di potenza del motore influisce sulla corrente sul lato di uscita del convertitore di frequenza. Finché rientra nell'intervallo di capacità del convertitore di frequenza, il fattore di potenza ha un impatto minimo sulle prestazioni e non influenzerà il fattore di potenza lato rete. Pertanto, la progettazione del fattore di potenza del motore dovrebbe mirare a garantire che il motore ad azionamento diretto funzioni in modalità MTPA, che genera la coppia massima con la corrente minima. Il motivo importante è che la frequenza dei motori ad azionamento diretto è generalmente bassa e la perdita di ferro è molto inferiore a quella di rame. L'uso del metodo MTPA può ridurre al minimo la perdita di rame. I tecnici non dovrebbero lasciarsi influenzare dai tradizionali motori asincroni collegati alla rete e non esiste alcuna base per giudicare l'efficienza del motore in base alla grandezza della corrente sul lato motore.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd è una moderna impresa high-tech che integra ricerca e sviluppo, produzione, vendita e assistenza di motori a magneti permanenti. La varietà del prodotto e le specifiche sono complete. Tra questi, i motori a magneti permanenti ad azionamento diretto a bassa velocità (7,5-500 giri/min) sono ampiamente utilizzati in carichi industriali come ventilatori, nastri trasportatori, pompe a stantuffo e mulini per cemento, materiali da costruzione, miniere di carbone, petrolio, metallurgia e altri settori , con buone condizioni operative.
Orario di pubblicazione: 18 gennaio 2024