Область застосування електродвигуна

Серед різних типів електродвигунів найбільш поширеним є асинхронний двигун змінного струму (також відомий як асинхронний двигун). Він зручний у експлуатації, надійний у роботі, економічно-ефективний і конструктивно міцний, але має відносно низький коефіцієнт потужності та складне регулювання швидкості. Для високої-продуктивності та низьких{4}}швидкісних систем живлення зазвичай використовуються синхронні двигуни (див. синхронний двигун). Синхронні двигуни не тільки мають високий коефіцієнт потужності, але й підтримують швидкість незалежно від величини навантаження, що визначається виключно частотою мережі. Вони працюють з більшою стабільністю. У сценаріях, що потребують-регулювання швидкості в широкому діапазоні, часто використовуються двигуни постійного струму. Однак вони мають комутатори, складні конструкції, високу вартість і проблеми з обслуговуванням, що робить їх непридатними для суворих умов. З 1970-х років прогрес у силовій електроніці вдосконалив технологію регулювання швидкості двигуна змінного струму, знизивши вартість обладнання та забезпечивши його широке впровадження. Номінальна потужність двигуна означає максимальну механічну потужність, яку він може підтримувати за певних робочих циклів (безперервна, короткочасна-час або періодична періодична робота) без перегріву, а робочі параметри мають відповідати специфікаціям паспортної таблички. Під час роботи важливо узгоджувати характеристики навантаження з продуктивністю двигуна, щоб запобігти розгону або зупинці. Електродвигуни охоплюють широкий діапазон потужностей, від міліват до мегават. Їхня робота та керування дуже зручні, вони мають -самостійний запуск, прискорення, гальмування, розворот і утримання. Як правило, вихідна потужність двигуна змінюється залежно від швидкості обертання під час регулювання швидкості.

Високо-ефективні двигуни можуть замінити двигуни серії JO2 асинхронними двигунами змінного струму серії Y без істотних обмежень типами двигунів. Таким чином, усі застосування, пов’язані з асинхронними двигунами змінного струму, можна замінити двигунами серії Y. Ринковий потенціал двигунів серії Yx обмежений їх потужністю. В принципі, асинхронні двигуни змінного струму потужністю менше 90 кВт можна замінити високо{6}}ефективними двигунами серії Yx. Встановлена ​​потужність асинхронних двигунів змінного струму нижче 90 кВт становить приблизно 30% від загальної потужності асинхронних двигунів змінного струму.

Протягом останнього десятиліття уряд Китаю займався просуванням технології регулювання швидкості двигуна, яка різною мірою була прийнята в різних галузях промисловості. Згідно з вибірковими опитуваннями, проведеними в таких секторах, як нафтова промисловість, енергетика, виробництво будівельних матеріалів, сталь, кольорові метали, вугілля, хімічна промисловість, виробництво паперу та текстиль, нафтова промисловість, промисловість будівельних матеріалів та хімічна промисловість досягли відносно кращого застосування регулювання швидкості двигуна. Серед 400 мільйонів кВт навантажень двигуна приблизно 50% відчувають коливання навантаження, причому 30% цих коливань можна врегулювати за допомогою регулювання швидкості двигуна. Таким чином, враховуючи лише ємність ринку, існує потенційний ринок приблизно для 60 мільйонів кВт двигунів з-регульованою швидкістю. Загальна встановлена ​​потужність різних двигунів у Китаї перевищила 400 мільйонів кВт, при цьому асинхронні двигуни становлять близько 90%, малі та середні-двигуни становлять приблизно 80%, а двигуни, що приводять у рух вентилятори, насоси, компресори та подібне обладнання, мають загальну потужність близько 130 мільйонів кВт. Двигуни малого та середнього-розміру тепер охоплюють понад 152 серії, 842 типи та понад 4000 специфікацій. Останніми роками відповідні департаменти, як-от машинобудівна промисловість, активно сприяли зусиллям із збереження енергії двигунів, організовуючи дослідницькі інститути та підприємства для проектування та розробки різноманітних-енергозберігаючих двигунів. Було видано регуляторні заходи для поступового виведення з експлуатації 63-моделей-моторів із високим-споживанням енергії та сприяння 24 моделям-енергозберігаючих двигунів, що досягло певних результатів. Ці-енергозберігаючі продукти в основному поділяються на дві категорії: одна — це високо-ефективні двигуни, призначені для покращення ефективності двигуна, а інша — двигуни-з регульованою швидкістю.

Безщітковий двигун постійного струму складається з корпусу двигуна та приводу, що робить його типовим інтегрованим електромеханічним продуктом. Обмотки статора двигуна здебільшого з’єднані у три-фазну симетричну зірку, яка дуже схожа на три-фазний асинхронний двигун. Ротор двигуна оснащений постійно намагніченими магнітами. Для визначення полярності ротора двигуна всередині двигуна встановлений датчик положення. Блок приводу складається з силових електронних пристроїв та інтегральних схем, зокрема, і його функції включають: отримання сигналів запуску, зупинки та гальмування від двигуна для керування його роботою; приймання сигналів датчика положення та сигналів прямого/зворотного руху для регулювання перемикання силових трубок у інверторному мосту, тим самим генеруючи постійний крутний момент; отримання команд швидкості та сигналів зворотного зв'язку для контролю та регулювання швидкості обертання; а також забезпечення функцій захисту та відображення, серед іншого.

Оскільки безщіточні двигуни постійного струму працюють у -режимі самоконтролю, вони не потребують додаткових пускових обмоток на роторі, як синхронні двигуни зі змінною частотою регулювання швидкості, а також вони не відчувають коливань чи кроків під час зміни навантаження. Для безщіткових двигунів постійного струму середньої та малої{2}}потужності постійні магніти зазвичай виготовляються з високо{3}}магнітних-енергетичних рідко-неодимових залізо-борних (Nd-Fe-B) матеріалів. Як наслідок, рідкоземельні-безщіточні двигуни з постійними магнітами на один розмір менші, ніж три{10}}фазні асинхронні двигуни такої ж потужності. Протягом останніх трьох десятиліть дослідження регулювання швидкості зі змінною частотою для асинхронних двигунів були зосереджені на пошуку способів керування їх крутним моментом. Безщіточні двигуни постійного струму з рідкісноземельними{13}}постійними магнітами, безсумнівно, продемонструють переваги в регулюванні швидкості завдяки широкому діапазону швидкостей, компактним розмірам, високій ефективності та мінімальній похибці швидкості-стаціонарного стану. Безщіточні двигуни постійного струму, які успадковують характеристики щіткових двигунів постійного струму, водночас функціонуючи як пристрої перетворення частоти, також відомі як перетворювачі частоти постійного струму з міжнародним терміном BLDC. З точки зору ефективності роботи, крутного моменту на низькій-швидкості та точності швидкості безщіточні двигуни постійного струму перевершують будь-який перетворювач частоти з технологією керування, що робить їх гідними уваги промисловості. Продукт уже виготовлено з потужністю понад 55 кВт і може бути розроблено до 400 кВт, задовольняючи потреби промисловості щодо енергозбереження та високо-продуктивних приводів.