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Conception et processus du moteur à entraînement direct à aimant permanent

2024-01-16 11:09:47

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1. Principe d'économie d'énergie du moteur à aimant permanent

Par rapport aux moteurs à induction, moteurs à entraînement direct à aimant permanent ne nécessitent pas de courant d’excitation réactif. Il peut améliorer considérablement le facteur de puissance, réduire le courant statorique et les pertes statoriques et ne subir aucune perte de résistance du rotor pendant un fonctionnement stable. Par conséquent, tout en réduisant les pertes totales, ils peuvent également réduire le ventilateur et la perte de friction due au vent correspondante rend son efficacité de 10 à 15 points de pourcentage supérieure à celle des moteurs à induction de mêmes spécifications. De plus, le moteur synchrone à aimant permanent peut maintenir un rendement et un facteur de puissance élevés dans la plage de charge nominale de 25 % à 120 %, ce qui rend l'effet d'économie d'énergie plus significatif lors d'un fonctionnement à charge légère.

2. Sélection de la structure du rotor du moteur à entraînement direct à aimant permanent

Les formes de pôles magnétiques des moteurs à aimants permanents peuvent être divisées en type de surface et type intégré selon la forme d'installation ; selon la direction d'excitation de l'aimant permanent, ils peuvent être divisés en structure radiale, structure tangentielle et structure hybride. La structure de l'aimant permanent du rotor d'un moteur synchrone à aimant permanent à entraînement direct.

Étant donné que le moteur synchrone à aimant permanent à entraînement direct possède un plus grand nombre de pôles magnétiques et que la conception et le processus du moteur hybride sont complexes, il est moins utilisé. Du point de vue de l'optimisation du système d'entraînement à faible vitesse et à couple élevé composé de l'alimentation de l'onduleur SPWM et du fonctionnement correspondant du moteur à aimant permanent, afin de garantir que le système d'entraînement dispose d'une plage de réglage linéaire suffisante, la valeur nominale la fréquence de sortie de l'onduleur SPWM doit être aussi élevée que possible (généralement 25 Hz ou plus) ; Afin de réduire le coût et les pertes du variateur de fréquence, le courant de sortie nominal du variateur de fréquence doit être aussi faible que possible. Par conséquent, une structure multipolaire doit être utilisée dans la conception du moteur pour réduire la vitesse synchrone nominale ; dans le cas d'un couple important, si le courant nominal du moteur est réduit, chaque pôle doit avoir un champ magnétique d'excitation suffisamment fort. L'intensité du champ magnétique fourni par l'aimant permanent est liée à sa zone d'excitation. Dans la structure tangentielle, le flux magnétique sous un pôle magnétique est fourni par deux pôles magnétiques adjacents en parallèle, de sorte qu'une plus grande zone d'excitation peut être obtenue. Par conséquent, la structure tangentielle est très adaptée aux moteurs synchrones multipolaires à aimant permanent à entraînement direct.

3. Sélection de la structure d'enroulement du moteur à entraînement direct à aimant permanent

Lorsque les moteurs à faible vitesse et à couple élevé utilisent des enroulements à fentes fractionnaires, l'adaptation pôle-encoche est généralement sélectionnée de telle sorte que le nombre d'encoches par pôle et par phase Q<1. Par rapport aux moteurs dotés de structures d'enroulements à fentes entières, les avantages des enroulements à fentes fractionnaires, en particulier les enroulements à fentes fractionnaires avec un nombre d'encoches par phase et un pôle Q<1, se reflètent dans :

1) L'amplitude du couple d'encoche de l'enroulement à fente fractionnaire est faible, ce qui est bénéfique pour réduire la pulsation du couple du moteur, améliorer la précision de la régulation de la vitesse, réduire les vibrations et le bruit du moteur ; améliorer l'effet de distribution de l'enroulement et améliorer la nature sinusoïdale de la force contre-électromotrice induite par le moteur ;

2) Le nombre d'emplacements sous chaque pôle du moteur est réduit et des emplacements plus petits sont utilisés au lieu d'emplacements plus petits. La zone d'utilisation efficace des fentes du stator est plus grande et la longueur de l'extrémité de la bobine peut être raccourcie ;

3) Les moteurs à enroulement fractionné à fente peuvent obtenir une conception d'enroulement concentrée avec un pas de moteur de 1. À ce stade, chaque bobine du moteur est enroulée autour d'une seule dent, ce qui raccourcit la circonférence de la bobine et la longueur d'extension de l'extrémité de l'enroulement. , réduit la perte de cuivre du moteur, réduit les coûts de production et améliore l'efficacité du moteur.

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