Palyginti su tradiciniais elektriniais sužadinimo varikliais, nuolatinio magneto varikliai, ypač retųjų žemių nuolatinio magneto varikliai, turi paprastą struktūrą ir patikimą veikimą.Mažas tūris ir lengvas svoris;Maži nuostoliai ir didelis efektyvumas;Variklio forma ir dydis gali būti lankstus ir įvairus.Todėl pritaikymo spektras itin platus, beveik visose aviacijos, krašto apsaugos, pramonės ir žemės ūkio gamybos bei kasdienio gyvenimo srityse.Toliau pateikiamos pagrindinės kelių tipiškų nuolatinių magnetų variklių savybės ir pritaikymas.
1. Palyginti su tradiciniais generatoriais, retųjų žemių nuolatinių magnetų sinchroniniams generatoriams nereikia slydimo žiedų ir šepečių įtaisų, kurių konstrukcija yra paprasta ir sumažintas gedimų dažnis.Retųjų žemių nuolatinis magnetas taip pat gali padidinti oro tarpo magnetinį tankį, padidinti variklio greitį iki optimalios vertės ir pagerinti galios ir masės santykį.Beveik visi retųjų žemių nuolatinių magnetų generatoriai naudojami šiuolaikiniuose aviacijos ir kosmoso generatoriuose.Tipiški jo gaminiai yra 150 kVA 14 polių 12 000 aps./min. ~ 21 000 aps./min. ir 100 kVA 60 000 r/min retųjų žemių kobalto nuolatinio magneto sinchroniniai generatoriai, pagaminti General Electric Company of America.Pirmasis Kinijoje sukurtas retųjų žemių nuolatinio magneto variklis yra 3 kW 20 000 aps./min. nuolatinio magneto generatorius.
Nuolatinių magnetų generatoriai taip pat naudojami kaip pagalbiniai didelių turbogeneratorių žadintuvai.Devintajame dešimtmetyje Kinija sėkmingai sukūrė didžiausią pasaulyje retųjų žemių nuolatinio magneto pagalbinį žadintuvą, kurio galia 40 kVA–160 kVA, ir aprūpintą 200 MW ~ 600 MW turbogeneratoriais, o tai labai pagerino elektrinės veikimo patikimumą.
Šiuo metu pamažu populiarėja mažieji vidaus degimo varikliais varomi generatoriai, nuolatinio magneto generatoriai transporto priemonėms, maži nuolatinio magneto vėjo generatoriai, tiesiogiai varomi vėjo ratais.
2. Didelio efektyvumo sinchroninis nuolatinio magneto variklis, palyginti su asinchroniniu varikliu, nuolatinio magneto sinchroniniam varikliui nereikia reaktyviosios sužadinimo srovės, kuri gali žymiai pagerinti galios koeficientą (iki 1 ar net talpinį), sumažinti statoriaus srovę ir statoriaus varžos nuostolius, ir stabilaus veikimo metu nėra rotoriaus vario nuostolių, todėl sumažėja ventiliatorius (mažos talpos variklis gali net pašalinti ventiliatorių) ir atitinkami vėjo trinties nuostoliai.Palyginti su tos pačios specifikacijos asinchroniniu varikliu, efektyvumą galima padidinti 2–8 procentiniais punktais.Be to, nuolatinio magneto sinchroninis variklis gali išlaikyti aukštą efektyvumą ir galios koeficientą vardinės apkrovos diapazone nuo 25% iki 120%, todėl energijos taupymo efektas yra ryškesnis, kai važiuojama esant nedidelei apkrovai.Paprastai tokio tipo varikliuose yra paleidimo apvija ant rotoriaus, kuri turi galimybę tiesiogiai paleisti tam tikru dažniu ir įtampa.Šiuo metu jis daugiausia naudojamas naftos telkiniuose, tekstilės ir cheminio pluošto pramonėje, keramikos ir stiklo pramonėje, ventiliatoriuose ir siurbliuose su ilgu metiniu veikimo laiku ir kt.
NdFeB nuolatinio magneto sinchroninis variklis, pasižymintis dideliu efektyvumu ir dideliu paleidimo momentu, nepriklausomai sukurtas mūsų šalies, gali išspręsti „didelio arklio traukiamo vežimo“ problemą naftos telkiniuose.Pradinis sukimo momentas yra 50% ~ 100% didesnis nei indukcinio variklio, kuris gali pakeisti asinchroninį variklį didesniu baziniu skaičiumi, o energijos taupymo koeficientas yra apie 20%.
Tekstilės pramonėje apkrovos inercijos momentas yra didelis, todėl reikia didelio traukos momento.Protingas tuščiosios eigos nuotėkio koeficiento, iškilaus polių santykio, rotoriaus pasipriešinimo, nuolatinio magneto dydžio ir nuolatinio magneto sinchroninio variklio statoriaus apvijų apsisukimų projektavimas gali pagerinti nuolatinio magneto variklio traukos efektyvumą ir paskatinti jo taikymą naujose tekstilės ir cheminio pluošto pramonėje.
Didelės apimties elektrinėse, kasyklose, naftos, chemijos ir kitose pramonės šakose naudojami ventiliatoriai ir siurbliai sunaudoja daug energijos, tačiau šiuo metu naudojamų variklių naudingumo koeficientas ir galios koeficientas yra žemas.NdFeB nuolatinių magnetų naudojimas ne tik pagerina efektyvumą ir galios koeficientą, taupo energiją, bet ir turi bešepetę struktūrą, kuri pagerina veikimo patikimumą.Šiuo metu 1 120 kW nuolatinio magneto sinchroninis variklis yra galingiausias pasaulyje asinchroninio paleidimo didelio efektyvumo retųjų žemių nuolatinio magneto variklis.Jo efektyvumas yra didesnis nei 96,5% (tos pačios specifikacijos variklio efektyvumas yra 95%), o jo galios koeficientas yra 0,94, o tai gali pakeisti įprastą variklį 1–2 galios laipsniais didesniu už jį.
3. AC servo nuolatinio magneto variklis ir nuolatinės srovės nuolatinio magneto variklis be šepetėlių vis dažniau naudoja kintamo dažnio maitinimo šaltinį ir kintamosios srovės variklį, kad sudarytų kintamosios srovės greičio valdymo sistemą, o ne nuolatinės srovės variklio greičio valdymo sistemą.Kintamosios srovės varikliuose nuolatinio magneto sinchroninio variklio greitis palaiko pastovų ryšį su maitinimo dažniu stabilaus veikimo metu, kad jį būtų galima tiesiogiai naudoti atviros kilpos kintamo dažnio greičio valdymo sistemoje.Tokio tipo variklis paprastai paleidžiamas palaipsniui didinant dažnio keitiklio dažnį.Nebūtina nustatyti rotoriaus paleidimo apvijos, o šepetys ir komutatorius yra praleisti, todėl priežiūra yra patogi.
Savaime sinchroninis nuolatinio magneto variklis sudarytas iš nuolatinio magneto sinchroninio variklio, maitinamo dažnio keitikliu, ir uždaro ciklo rotoriaus padėties valdymo sistemos, kuri ne tik pasižymi puikiomis elektra sužadinto nuolatinės srovės variklio greičio reguliavimo savybėmis, bet ir veikia be šepetėlių.Jis daugiausia naudojamas tais atvejais, kai valdymo tikslumas ir patikimumas yra didelis, pavyzdžiui, aviacijoje, erdvėlaiviuose, CNC staklėse, apdirbimo centruose, robotuose, elektrinėse transporto priemonėse, kompiuterių periferiniuose įrenginiuose ir kt.
Šiuo metu sukurtas NdFeB nuolatinio magneto sinchroninis variklis ir pavaros sistema su plačiu sūkių diapazonu ir Gao Heng galios greičio santykiu, kurio greičio santykis yra 1:22 500, o ribinis greitis yra 9 000 aps./min.Nuolatinio magneto variklio didelio efektyvumo, mažos vibracijos, mažo triukšmo ir didelio sukimo momento tankio charakteristikos yra idealiausi varikliai elektrinėse transporto priemonėse, staklėse ir kituose vairavimo įrenginiuose.
Nuolat gerėjant žmonių pragyvenimo lygiui, reikalavimai buitinei technikai kyla vis aukštesni.Pavyzdžiui, buitinis oro kondicionierius yra ne tik didelis energijos vartotojas, bet ir pagrindinis triukšmo šaltinis.Jo plėtros tendencija yra naudoti nuolatinio magneto bešepetį nuolatinės srovės variklį su bepakopiu greičio reguliavimu.Jis gali automatiškai prisitaikyti prie tinkamo greičio pagal kambario temperatūros pokyčius ir veikti ilgą laiką, sumažindamas triukšmą ir vibraciją, leisdamas žmonėms jaustis patogiau ir sutaupyti 1/3 elektros energijos, palyginti su oro kondicionieriumi be greičio reguliavimo.Kiti šaldytuvai, skalbimo mašinos, dulkių surinkėjai, ventiliatoriai ir kt. pamažu keičiasi į nuolatinės srovės variklius be šepetėlių.
4. Nuolatinio magneto nuolatinės srovės variklis Nuolatinės srovės variklis naudoja nuolatinio magneto sužadinimą, kuris ne tik išlaiko geras elektra sužadinamo nuolatinės srovės variklio greičio reguliavimo charakteristikas ir mechanines charakteristikas, bet ir pasižymi paprastos konstrukcijos ir technologijos savybėmis, mažu tūriu, mažu vario suvartojimu, dideliu kiekiu. efektyvumas ir kt., nes praleidžiama sužadinimo apvija ir sužadinimo nuostoliai.Todėl nuolatinio magneto nuolatinės srovės varikliai yra plačiai naudojami nuo buitinių prietaisų, nešiojamų elektroninių prietaisų, elektrinių įrankių iki tikslių greičio ir padėties perdavimo sistemų, kurioms reikia gero dinaminio veikimo.Tarp mikro nuolatinės srovės variklių, mažesnių nei 50 W, nuolatinių magnetų varikliai sudaro 92%, o mažesni nei 10 W - daugiau nei 99%.
Šiuo metu Kinijos automobilių pramonė sparčiai vystosi, o automobilių pramonė yra didžiausia nuolatinių magnetų variklių, kurie yra pagrindiniai automobilių komponentai, naudotoja.Itin prabangiame automobilyje yra daugiau nei 70 įvairios paskirties variklių, kurių dauguma yra žemos įtampos nuolatinio magneto nuolatinės srovės mikrovarikliai.Kai NdFeB nuolatiniai magnetai ir planetinės pavaros naudojami automobilių ir motociklų starteriuose, starterių kokybė gali sumažėti perpus.
Nuolatinių magnetų variklių klasifikacija
Yra daugybė nuolatinių magnetų rūšių.Pagal variklio funkciją jis gali būti apytiksliai suskirstytas į dvi kategorijas: nuolatinio magneto generatorius ir nuolatinio magneto variklis.
Nuolatinio magneto variklius galima suskirstyti į nuolatinio magneto nuolatinės srovės variklius ir nuolatinio magneto kintamosios srovės variklius.Nuolatinio magneto kintamosios srovės variklis reiškia daugiafazį sinchroninį variklį su nuolatinio magneto rotoriumi, todėl jis dažnai vadinamas nuolatinio magneto sinchroniniu varikliu (PMSM).
Nuolatinio magneto nuolatinės srovės variklius galima suskirstyti į nuolatinio magneto bešepetėlius nuolatinės srovės variklius ir nuolatinio magneto bešepetėlius nuolatinės srovės variklius (BLDCM), jei jie klasifikuojami pagal tai, ar yra elektros jungikliai ar komutatoriai.
Šiais laikais šiuolaikinės galios elektronikos teorija ir technologijos pasaulyje labai tobulėja.Atsiradus galios elektroniniams prietaisams, tokiems kaip MOSFET, IGBT ir MCT, valdymo įrenginiai iš esmės pasikeitė.Nuo tada, kai 1971 m. F. Blaceke'as iškėlė kintamosios srovės variklio vektorinio valdymo principą, vektorinio valdymo technologijos plėtra pradėjo naują kintamosios srovės servo pavaros valdymo erą, o įvairūs didelio našumo mikroprocesoriai buvo nuolat stumiami, o tai dar labiau paspartino plėtrą. AC servo sistema vietoj nuolatinės srovės servo sistemos.Neišvengiama tendencija, kad AC-I servo sistema pakeičia nuolatinės srovės servo sistemą.Tačiau nuolatinio magneto sinchroninis variklis (PMSM) su sinusoidiniu užpakaliniu EMF ir bešepetėlis nuolatinės srovės variklis (BLIX~) su trapecijos formos užpakaliniu EMF tikrai taps pagrindine didelio našumo kintamosios srovės servo sistemos kūrimo srove dėl savo puikių savybių.