Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor Nedir ve Çalışması

Bir elektrik sisteminde, senkron motorlar elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren en yaygın kullanılan sabit durum 3 fazlı AC motorlardır. Bu tip motorlar, sabit olan ve besleme frekansı ile senkron olan senkron hızda çalışır ve dönme süresi, integral no. AC döngüleri. Bu, motorun hızının dönen manyetik alana eşit olduğu anlamına gelir. Bu tip motor esas olarak güç Sistemleri güç faktörünü iyileştirmek için. Motorun manyetik gücüne göre çalışan uyarımsız ve DC uyarımlı senkron motorlar bulunmaktadır. Relüktans motorları, histerezis motorları ve sabit mıknatıslı motorlar, uyarılmamış senkron motorlardır. Bu makale tamamen kalıcı mıknatıslı bir senkron motorun çalışması hakkındadır.

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor Nedir?

Sabit mıknatıslı senkron motorlar, alanın sinüzoidal geri EMF oluşturan kalıcı mıknatıslar tarafından uyarıldığı AC senkron motor türlerinden biridir. Bir rotor ve stator içerir. endüksiyon motoru ancak kalıcı bir mıknatıs, manyetik alan oluşturmak için rotor olarak kullanılır. Bu nedenle, alan sargısının sarılmasına gerek yoktur. rotor . Aynı zamanda 3 fazlı fırçasız kalıcı sinüs dalgası motoru olarak bilinir. sabit mıknatıslı senkron motor şeması aşağıda gösterilmiştir.

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor Teorisi

Kalıcı mıknatıslı senkron motorlar, geleneksel motorlara göre çok verimli, fırçasız, çok hızlı, güvenli ve yüksek dinamik performans sağlar. Pürüzsüz tork, düşük gürültü üretir ve esas olarak yüksek hızlı uygulamalar için kullanılır. robotik . Uygulanan AC kaynağı ile senkron hızda çalışan 3 fazlı bir AC senkron motordur.

Rotor için sarım kullanmak yerine, dönen bir manyetik alan oluşturmak için kalıcı mıknatıslar monte edilir. DC kaynağı olmadığı için bunlar motor türleri çok basit ve daha az maliyetlidir. Üzerine monte edilmiş 3 sargılı bir stator ve saha direkleri oluşturmak için sabit mıknatıslı bir rotor içerir. 3 fazlı giriş ac beslemesi çalışmaya başlamak için statora verilir.

Çalışma prensibi

sabit mıknatıslı senkron motor çalışma prensibi senkron motora benzer. Senkron hızda elektromotor kuvvet üreten dönen manyetik alana bağlıdır. Stator sargısına 3 fazlı besleme verilerek enerji verildiğinde hava boşlukları arasında dönen bir manyetik alan oluşur.

Bu, rotor alan kutupları dönen manyetik alanı senkronize hızda tuttuğunda ve rotor sürekli olarak döndüğünde torku üretir. Bu motorlar kendi kendine çalışan motorlar olmadıklarından, değişken frekanslı bir güç kaynağı sağlamak gereklidir.

EMF ve Tork Denklemi

Senkron bir makinede, faz başına indüklenen ortalama EMF, senkron bir motorda dinamik indükler EMF olarak adlandırılır, devir başına her iletken tarafından kesilen akı Pϕ Weber'dir.
Sonra bir devri tamamlamak için geçen süre 60 / N saniyedir

İletken başına indüklenen ortalama EMF, kullanılarak hesaplanabilir.

(PϕN / 60) x Zph = (PϕN / 60) x 2Tph

Nerede Tph = Zph / 2

Bu nedenle, faz başına ortalama EMF,

= 4 x ϕ x Tph x PN / 120 = 4ϕfTph

Tph = hayır. Faz başına seri bağlı dönüşler

ϕ = weber'da akı / kutup

P = hayır. Kutupların

F = Hz cinsinden frekans

Zph = hayır. Faz başına seri bağlanmış iletkenlerin. = Zph / 3

EMF denklemi, bobinlere ve stator üzerindeki iletkenlere bağlıdır. Bu motor için dağıtım faktörü Kd ve yükseklik faktörü Kp de dikkate alınır.

Dolayısıyla E = 4 x ϕ x f x Tph xKd x Kp

Sabit mıknatıslı senkron motorun tork denklemi şu şekilde verilir:

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Daimi Mıknatıslı Senkron Motorun Doğrudan Tork Kontrolü

Sabit mıknatıslı senkron motoru kontrol etmek için farklı tipler kullanıyoruz kontrol sistemleri . Göreve bağlı olarak gerekli kontrol tekniği kullanılır. Sabit mıknatıslı senkron motorun farklı kontrol yöntemleri şunlardır:

Sinüzoidal Kategori

• Skaler
• Vektör: Alan odaklı kontrol (FOC) (konum sensörlü ve sensörsüz)
• Doğrudan tork kontrolü

Trapez Kategori

• Açık döngü
• Kapalı döngü (pozisyon sensörlü ve sensörsüz)

Bu motorun doğrudan tork kontrol teknolojisi, etkili dinamik performans ve iyi kontrol aralığı ile çok basit bir kontrol devresidir. Rotor için herhangi bir konum sensörü gerektirmez. Bu kontrol yöntemini kullanmanın temel dezavantajı, yüksek tork ve akım dalgalanması üretmesidir.

İnşaat

kalıcı mıknatıslı senkron motor yapısı temel senkron motora benzer, ancak tek fark rotordadır. Rotorda herhangi bir alan sargısı yoktur, ancak kalıcı mıknatıslar alan kutupları oluşturmak için kullanılır. PMSM'de kullanılan kalıcı mıknatıslar, daha yüksek geçirgenlikleri nedeniyle samaryum-kobalt ve orta, demir ve bordan oluşur.

En yaygın kullanılan kalıcı mıknatıs, etkin maliyeti ve bulunabilirlik kolaylığı nedeniyle neodim-bor-demirdir. Bu tipte kalıcı mıknatıslar rotor üzerine monte edilir. Sabit mıknatısın rotor üzerine monte edilmesine bağlı olarak, kalıcı mıknatıslı bir senkron motorun yapısı iki türe ayrılır. Onlar,

Yüzeye monte PMSM

Bu yapıda mıknatıs rotor yüzeyine monte edilir. Sağlam olmadığı için yüksek hızlı uygulamalar için uygundur. Sabit mıknatısın geçirgenliği ile hava boşluğu aynı olduğu için düzgün bir hava boşluğu sağlar. İsteksizlik torku yok, yüksek dinamik performans ve robotik ve alet sürücüleri gibi yüksek hızlı cihazlar için uygun.

Yüzeye monte

Gömülü PMSM veya İç PMSM

Bu tip bir yapımda, kalıcı mıknatıs aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi rotorun içine gömülür. Yüksek hızlı uygulamalar için uygundur ve sağlamlık kazanır. İsteksizlik torku, motorun belirginliğinden kaynaklanmaktadır.

Gömülü PMSM

Daimi Mıknatıslı Senkron Motorun Çalışması

Sabit mıknatıslı senkron motorun çalışması, geleneksel motorlara kıyasla çok basit, hızlı ve etkilidir. PMSM'nin çalışması, statorun dönen manyetik alanına ve rotorun sabit manyetik alanına bağlıdır. Sabit mıknatıslar, sabit manyetik akı oluşturmak için rotor olarak kullanılır, senkron hızda çalışır ve kilitlenir. Bu tür motorlar, fırçasız DC motorlara benzer.

Fazör grupları, stator sargılarının birbirine bağlanmasıyla oluşturulur. Bu fazör grupları, yıldız, Delta, çift ve tek fazlar gibi farklı bağlantılar oluşturmak için bir araya getirilir. Harmonik gerilimleri azaltmak için sargılar birbirine kısa süre sarılmalıdır.

3 fazlı AC kaynağı statora verildiğinde dönen bir manyetik alan oluşturur ve rotorun kalıcı mıknatısı nedeniyle sabit manyetik alan indüklenir. Bu rotor, senkron hız ile senkronize çalışır. PMSM'nin tüm çalışması, stator ile rotor arasındaki yüksüz hava boşluğuna bağlıdır.

Hava boşluğu büyükse, motorun rüzgar kayıpları azalacaktır. Kalıcı mıknatıs tarafından oluşturulan alan kutupları dikkat çekicidir. Sabit mıknatıslı senkron motorlar kendi kendine çalışan motorlar değildir. Bu nedenle, statorun değişken frekansını elektronik olarak kontrol etmek gerekir.

Kalıcı Mıknatıslı Senkron Motor vs BLDC

Sabit mıknatıslı senkron motor (PMSM) ve BLDC ( fırçasız DC motorlar ) aşağıdakileri içerir.

Avantajları

sabit mıknatıslı senkron motorun avantajları Dahil etmek,

• yüksek hızlarda daha yüksek verimlilik sağlar
• farklı paketlerde küçük boyutlarda mevcuttur
• bakım ve kurulum bir endüksiyon motorundan çok kolaydır
• düşük hızlarda tam torku koruyabilir.
• yüksek verimlilik ve güvenilirlik
• pürüzsüz tork ve dinamik performans sağlar

Dezavantajları

Sabit mıknatıslı senkron motorların dezavantajları şunlardır:

• Bu tip motorlar, asenkron motorlara kıyasla çok pahalıdır
• Kendiliğinden başlayan motorlar olmadıkları için çalıştırılması zor.

Uygulamalar

Kalıcı mıknatıslı senkron motor uygulamaları,

• Klimalar
• Buzdolapları
• AC kompresörler
• Doğrudan tahrikli çamaşır makineleri
• Otomotiv elektrikli hidrolik direksiyon
• Makine aletleri
• Öncü ve gecikmeli güç faktörünü iyileştirmek için büyük güç sistemleri
• Çekiş kontrolü
• Veri depolama birimleri.
• Servo sürücüler
• Robotik, havacılık ve diğerleri gibi endüstriyel uygulamalar.

Böylece, bu tamamen sabit mıknatıslı senkron motora genel bakış - tanım, çalışma, çalışma prensibi, diyagram, yapı, avantajlar, dezavantajlar, uygulamalar, emf ve tork denklemi. İşte size bir soru, ”Senkron motorlarda kalıcı mıknatıs kullanmanın amacı nedir?