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Vantagens e desvantagens de motores de ímã permanente e problemas de desmagnetização

2022-08-16 14:52:57

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1. Vantagens dos motores síncronos de ímã permanente

  1. Aumento de baixa perda e baixa temperatura

Como o campo magnético do motor síncrono de ímã permanente é gerado pelo ímã permanente, a perda de acionamento causada pelo campo magnético gerado pela corrente de acionamento, ou seja, a perda de cobre é evitada; o rotor funciona sem corrente, o que reduz significativamente o aumento de temperatura do motor e o aumento de temperatura é inferior a 20K sob a mesma carga.

  1. Fator de alta potência

Um motor síncrono de ímã permanente possui um alto fator de potência, independente do número de pólos do motor. Quando o motor está totalmente carregado, o fator de potência do motor é próximo de 1. Comparado com o motor assíncrono, a corrente do motor é menor, a perda de cobre do estator do motor é correspondentemente menor e a eficiência é maior. À medida que o número de pólos do motor aumenta, o fator de potência de um motor assíncrono diminui cada vez mais. Além disso, devido ao alto fator de potência do motor síncrono de ímã permanente, a capacidade da fonte de alimentação (transformador) combinada com o motor pode, teoricamente, ser reduzida, e as especificações do gabinete de distribuição de suporte e dos cabos podem ser reduzidas ao mesmo tempo.

  1. Alta eficiência

Comparados aos motores assíncronos, os motores síncronos de ímã permanente têm um valor de eficiência muito maior em cargas leves e possuem uma ampla gama de operações de alta eficiência. A eficiência é superior a 90% na faixa de 25% a 120%. A eficiência nominal do motor síncrono de ímã permanente pode atingir 1 vez o atual nível de eficiência energética do padrão nacional, que é sua maior vantagem em economia de energia em comparação com o motor assíncrono. Na operação real, o motor raramente funciona com potência total ao acionar uma carga. A razão é: por um lado, quando o projetista seleciona o motor, a potência do motor é geralmente determinada de acordo com as condições extremas de trabalho da carga, e a possibilidade de condições extremas de trabalho é muito pequena. Ao mesmo tempo, para evitar queimaduras sob condições anormais de trabalho. Para garantir a confiabilidade do motor, o fabricante do motor geralmente deixa uma certa margem de potência com base na potência exigida pelo usuário para garantir a confiabilidade do motor. Isso leva ao funcionamento real do motor, a maior parte do trabalho fica abaixo de 70% da potência nominal, principalmente para acionar ventiladores ou cargas de bomba, o motor geralmente funciona na área de carga leve. Para motores assíncronos, sua eficiência de carga leve é ​​muito baixa, enquanto os motores síncronos de ímã permanente ainda podem manter alta eficiência na área de carga leve.

  1. Outras vantagens

O motor síncrono de ímã permanente também tem as vantagens de alto torque de partida, curto tempo de partida e alta capacidade de sobrecarga. Pode reduzir a capacidade instalada do motor de acionamento do equipamento de acordo com a potência real do eixo, economizar energia e reduzir o investimento em ativos fixos. O motor síncrono de ímã permanente é fácil de controlar, tem velocidade constante, não muda com flutuações de carga ou tensão, depende apenas da frequência e funciona de maneira suave e confiável. Como a velocidade é estritamente sincronizada, o desempenho da resposta dinâmica é bom e é adequado para controle de conversão de frequência. As dimensões de instalação do motor síncrono de ímã permanente atendem ao padrão IEC, que pode substituir diretamente o motor assíncrono trifásico, e o nível de proteção pode atingir IP54 e IP55.

2. As desvantagens dos motores de ímã permanente:

1. Alto custo de materiais de ímã permanente

2. Sob condições de alta temperatura, vibração e corrente de sobrecarga, o material do ímã permanente será desmagnetizado irreversivelmente, o que afetará o desempenho do motor.

3. Altos requisitos para o sistema de controle

3. Razões para desmagnetização de motores de ímã permanente:

1. Seleção inadequada de classes de aço magnético

Se o cálculo do projeto do motor não for suficientemente preciso e um grau inferior for selecionado incorretamente, como o ímã permanente de 180°C deveria ser selecionado, mas 155°C foi selecionado incorretamente, pode haver tal situação: o teste inicial O índice de registro do processo de teste é muito bom. À medida que o motor tende gradualmente a ser termicamente estável, os indicadores relevantes do motor começam a se deteriorar e a se desviar cada vez mais das expectativas do projeto. Num determinado momento, a corrente aumenta acentuadamente, o inversor para rapidamente e um código de sobrecorrente é exibido. Teste novamente as características sem carga do motor, indicando que o motor perdeu seu magnetismo e o aço magnético deve ser substituído.

2. Problema de desmagnetização de superaquecimento

A perda de magnetismo por superaquecimento é um tema delicado, e a diminuição nas propriedades magnéticas dos ímãs também pode levar a problemas de sobrecorrente e superaquecimento. Se for excluída a influência das propriedades magnéticas do aço magnético e apenas o fator térmico for considerado, pode-se determinar que existem duas situações em que ocorrerá o fenômeno de superaquecimento e desmagnetização: primeiro, o caminho de ventilação de circulação no motor é irracional, que viola a lei natural da condução do frio e do calor, resultando em acúmulo localizado de calor; segundo, a carga de calor do enrolamento é muito alta e a geração de calor excede o nível de troca de calor do sistema de troca de calor do motor.

3. O problema da corrente excessiva de desmagnetização

Quando o motor estiver funcionando, quando a corrente de carga exceder a capacidade antidesmagnetização do ímã, causará a desmagnetização irreversível do ímã, o que aumentará ainda mais a corrente de carga e agravará a desmagnetização irreversível do ímã. Esta reciprocidade acelera a desmagnetização irreversível até a desmagnetização.

4. Como evitar a desmagnetização de motores de ímã permanente?

     1. Seleção correta da potência do motor de ímã permanente:

A desmagnetização está relacionada à seleção de potência dos motores de ímã permanente. A seleção correta da potência do motor PM pode impedir ou atrasar a desmagnetização. A principal razão para a desmagnetização do motor síncrono de ímã permanente é que a temperatura está muito alta e a sobrecarga é a principal razão para a alta temperatura. Portanto, uma certa margem deve ser deixada ao selecionar a potência do motor de ímã permanente. De acordo com a situação real da carga, geralmente cerca de 20% é mais adequado.

    2. Evite partidas com cargas pesadas e partidas frequentes:

Os motores síncronos de ímã permanente tentam evitar partida direta ou partida frequente de cargas pesadas. Durante o processo de partida, o torque de partida oscila e, na seção vale do torque de partida, o campo magnético do estator desmagnetiza o pólo magnético do rotor. Portanto, tente evitar a carga pesada e partidas frequentes do motor síncrono de ímã permanente.

     3. Melhore o design:

(1) Aumente adequadamente a espessura do ímã permanente:

Do ponto de vista do projeto e fabricação de motores síncronos de ímã permanente, a relação entre a reação da armadura, o torque eletromagnético e a desmagnetização do ímã permanente deve ser considerada.

Sob a ação combinada do fluxo magnético produzido pela corrente do enrolamento de torque e do fluxo magnético produzido pelo enrolamento de força radial, os ímãs permanentes na superfície do rotor causam facilmente a desmagnetização.

Sob a condição de que o entreferro do motor permaneça inalterado, para garantir que o ímã permanente não seja desmagnetizado, o método mais eficaz é aumentar adequadamente a espessura do ímã permanente.

(2) Existe um circuito de ranhura de ventilação dentro do rotor para reduzir o aumento de temperatura do rotor:

Se a temperatura do rotor for muito alta, o ímã permanente causará perda irreversível de magnetismo. No projeto estrutural, o circuito de ventilação interno do rotor pode ser projetado para resfriar diretamente o aço magnético. Não só reduz a temperatura do aço magnético, mas também melhora a eficiência.

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