By
Moteurs à aimant permanent éliminez le besoin de courant d’excitation réactif, qui est requis dans les moteurs à induction. Il en résulte un fonctionnement plus efficace puisque le moteur n'a plus besoin de fournir d'énergie pour générer un champ magnétique.
L'élimination du courant d'excitation réactif améliore le facteur de puissance des moteurs à aimants permanents. Cela signifie que le moteur peut convertir une plus grande partie de la puissance électrique d’entrée en puissance mécanique, ce qui conduit à un rendement plus élevé.
Sans avoir recours à un courant d'excitation, le courant statorique des moteurs à aimants permanents est considérablement réduit. Cette réduction du courant diminue les pertes dans les enroulements du stator, améliorant ainsi le rendement global du moteur.
Les moteurs à aimants permanents n'ont pas d'enroulements de rotor ni les pertes de résistance associées. Dans les moteurs à induction, ces pertes se produisent en raison du courant circulant dans les enroulements du rotor, mais les moteurs à aimants permanents les évitent complètement.
Étant donné que les moteurs à aimants permanents sont plus efficaces et génèrent moins de chaleur, le besoin de refroidissement, comme les ventilateurs, est réduit. Cela réduit les pertes dues au vent, améliorant encore davantage l’efficacité du moteur.
Les moteurs à aimants permanents sont généralement 10 à 15 points de pourcentage plus efficaces que les moteurs à induction de mêmes spécifications. Ce rendement plus élevé est dû à des pertes globales plus faibles dans la conception du moteur.
Les moteurs synchrones à aimants permanents maintiennent un rendement et un facteur de puissance élevés sur une large plage de charges, de 25 % à 120 % de la charge nominale. Cela les rend particulièrement efficaces lors d’opérations à charge légère, où ils restent efficaces.
Des aimants montés en surface sont placés sur la surface extérieure du rotor. Cette configuration est simple et économique mais peut être moins efficace à des vitesses plus élevées en raison de forces centrifuges plus élevées.
Des aimants permanents intégrés ou intérieurs sont intégrés au rotor. Cette conception offre une meilleure intégrité mécanique et peut gérer plus efficacement des vitesses plus élevées.
Dans les structures radiales, le flux magnétique est dirigé radialement vers l’extérieur du rotor vers le stator. Il s’agit d’une configuration courante et simple.
Les structures tangentielles dirigent le flux magnétique de manière tangentielle. Cela permet une plus grande zone d'excitation et est particulièrement adapté aux moteurs multipolaires où un couple élevé est nécessaire.
Les structures hybrides combinent les caractéristiques des conceptions radiales et tangentielles pour optimiser les performances pour des applications spécifiques. Ceux-ci sont moins courants en raison de leur complexité.
Une structure multipolaire est utilisée pour réduire la vitesse synchrone nominale en augmentant le nombre de pôles. Cela permet d'obtenir un couple élevé à basse vitesse, ce qui est bénéfique pour les applications à entraînement direct.
Pour les exigences de faible vitesse et de couple élevé, il est crucial d’optimiser la conception du moteur avec un nombre suffisant de pôles et un placement approprié des aimants. Cela garantit des performances efficaces sans courants excessifs de l'onduleur.
La fréquence de sortie de l'onduleur SPWM doit être élevée (généralement supérieure à 25 Hz) pour garantir une plage de réglage linéaire suffisante pour le système d'entraînement.
Le moteur doit être conçu pour avoir une vitesse synchrone nominale faible pour correspondre à la sortie du variateur, minimisant ainsi le besoin de courants élevés du variateur et réduisant les coûts et les pertes globaux du système.
L'intensité du champ magnétique fourni par les aimants permanents doit être suffisante pour générer le couple requis. Ceci est réalisé en optimisant la taille et le placement de l’aimant.
La structure tangentielle est particulièrement adaptée aux moteurs multipolaires car elle permet une plus grande zone d'excitation sous chaque pôle, fournissant ainsi des champs magnétiques puissants nécessaires à une sortie de couple élevée.
Lors de l'utilisation d'enroulements à fentes fractionnaires, l'appariement pôle-emplacement est sélectionné de telle sorte que le nombre d'emplacements par pôle et par phase (Q) soit inférieur à 1. Cette configuration permet d'optimiser les performances du moteur.
Les enroulements à fentes fractionnaires aident à réduire l'amplitude du couple d'encoche, ce qui minimise les pulsations de couple et améliore la douceur du moteur.
En réduisant le couple d'encoche, les enroulements à fentes fractionnaires améliorent la précision de la régulation de la vitesse, rendant ainsi le fonctionnement du moteur plus précis.
Le fonctionnement fluide résultant des enroulements à fentes fractionnées conduit à des niveaux de vibrations et de bruit plus faibles, contribuant ainsi à des performances de moteur plus silencieuses.
Les enroulements à fentes fractionnaires améliorent la répartition de l'enroulement, ce qui renforce la nature sinusoïdale de la force contre-électromotrice (FEM) induite par le moteur.
Une force contre-électromotrice plus sinusoïdale se traduit par de meilleures performances globales du moteur, notamment une distorsion harmonique réduite et un fonctionnement plus fluide.
L'utilisation de fentes plus petites dans le stator augmente la zone d'utilisation efficace, permettant une utilisation plus efficace du matériau du stator.
La longueur de l'extrémité de la bobine est raccourcie dans les enroulements à fentes fractionnaires, réduisant ainsi la quantité de cuivre nécessaire et minimisant les pertes résistives.
Un pas de moteur de 1 signifie que chaque bobine est enroulée autour d'une seule dent, ce qui simplifie le processus d'enroulement et améliore l'efficacité du moteur.
Cette conception réduit la circonférence et la longueur d'extension de la bobine, ce qui entraîne une réduction des pertes de cuivre et une efficacité améliorée.
En minimisant la longueur de l'enroulement et en utilisant moins de cuivre, les enroulements à fentes fractionnées réduisent les pertes de cuivre, ce qui améliore l'efficacité globale du moteur.
La conception d'enroulements à fentes fractionnées entraîne des économies de coûts grâce à une utilisation moindre de matériaux et à des coûts de production inférieurs, ainsi qu'à une efficacité moteur améliorée.
ENNENG est un leader dans le domaine des moteurs à entraînement direct à aimant permanent.
ENNENG se spécialise dans le développement et la fabrication de moteurs à entraînement direct à aimant permanent. Ces moteurs sont conçus avec un rotor à aimant permanent et sont largement utilisés dans diverses industries telles que les mines d'or, les mines de charbon, les usines de pneus, les puits de pétrole et les usines de traitement des eaux. Les moteurs à entraînement direct à aimant permanent offrent plusieurs avantages par rapport aux systèmes moteurs traditionnels. Ils éliminent le besoin d'un réducteur, ce qui entraîne un faible bruit mécanique, de faibles vibrations et un faible taux de défaillance. Les moteurs ont un rendement élevé allant jusqu'à 93 à 97 % et un facteur de puissance allant jusqu'à 0.99, ce qui entraîne des économies d'énergie et une augmentation de la puissance active dans le système. Comparés aux moteurs équipés de réducteurs de vitesse, les moteurs à entraînement direct à aimant permanent ont un rendement de transmission plus élevé et nécessitent moins d'entretien. Avec leur conception compacte et leurs performances fiables, ces moteurs constituent un choix idéal pour les applications nécessitant une faible vitesse et une puissance élevée.
