电机、驱动器

永磁电机在许多应用中的感应电机差异

与异步电机相比,永磁同步电机在高能耗和高动态应用方面具有显著的优势。见表、图片库。

由哈拉尔德Poesch 2012年9月24日

永磁同步电机由于其可靠的性能、耐用性、相对较低的成本和电气稳定性,在机床和其他生产机械上已经使用多年。这些电机已经在机床行业的标准几十年,用于主轴,工作台旋转,方式和部分铰接,在旋转和线性应用的控制运动。随着用于材料处理、工件和工具变化、高精度加载和卸载功能的机床机器人的出现,这些电机的使用在多年来呈指数增长。在切割剧院后面,它们也在芯片输送机、液压集成管、油箱和冷却剂泵上。

同样,在生产机械领域,塑料和橡胶成型和挤压、造纸、包装、纺织、陶瓷、玻璃、木工和无数其他设备都利用这些电机进行运动控制。

礼貌:西门子,控制工程

结构紧凑,扭矩密度高

此外,转子组件中的永磁体的基本操作原理,产生稳定磁场代替异步感应电动机设计上的短路电流,为机器设计者,建筑和售后市场产生了许多优势。这些优点包括紧凑的形式,具有高扭矩密度和更低的重量,更高的连续扭矩在更宽的速度范围内,较低的转子惯量,负载下的动态性能较高,没有磁化电流的更高的操作效率,并且由于电流而导致的不存在热量在转子中,低扭矩波动效果,与直流电动机相比,更强大的性能,良好的COS PHI(欧洲功率因数,最终,更好地推动利用。

当然,面临的挑战是,由于全球市场的某些经济因素,原材料成本不断上升,尽管最近在美国和其他地方发现的稀土磁体(REM)可能在未来对这种情况产生重大影响。此外,更多技术方面的问题,如现场应用的限速范围和磁铁产生的反电压造成的退化,通常需要换向编码器,以及不可避免的极限过载情况,正在由制造商不断解决。

新型永磁电机应用

然而,新的市场领域正在出现,其中永久磁铁(PM)电机的使用表现出很大的承诺。这些应用涉及使用PM电动机以提高机器生产率,具有更好的运营效率。

一个PM电机的例子是伺服泵,通过机械电子分析得出结论,将PM电机应用于液压油箱,用伺服替代变量泵,可以实现大量的能源节约和操作改进,并带来额外的环境效益。从本质上讲,泵电机只有在机器力学条件允许的情况下才能运行。不再是长期以来认为连续的电机操作是必要的。通过使用PM电机和直接驱动技术,在新机器和改装机器上可以实现高达50%的节省,还有一个明显的额外优势,即消除了机械部件,如变速箱。

与异步感应式电动机相比,永磁同步扭矩电动机通常具有30%-60%的扭矩容量和30%的扭矩利用,更好的加速和减速,并且这在该领域有利,特别是机床和其他金属加工。快速横向功能的生产设备对于保持更高的生产力至关重要。

德语单词“Nebenzeit”描述了停机时间的概念,在当今快节奏、经常无人看管的机械加工应用中,消除这种情况是绝对必要的。也有明显更高的响应和无“滑移”现象与PM电机。

在今天的较高功率范围内,由于转子张力补偿程度更大,这些电机也显示出明显更长的使用寿命。换句话说,更好地实现了反胸(滞后)和保持精确位置的减少,无论是在负载下是否都会实现。从磁性角度来看,该条件源自较大的气隙和较小的径向磁力的组合,具有较低的惯性矩和高短期过载容量,维护所需的扭矩。

驱动技术的改进同样是为了增加应用程序在应用中的PM电动机的使用,例如机床中的主轴运动精度和精度直接依赖于驱动器中的智能。同样地,在驱动器中,在驱动器中进行更高速度和转子杆对位置识别的复杂电流计算,以用于更简单的编码器或机器中的无编码配置。

异步异步电机的使用远远没有过时,特别是随着电机系统元素的进步,如用于各种相位配置的变频驱动器和逆变器。尽管如此,磁力配置的进步和驱动器技术中更高水平的智能正在为PM磁体每天打开新的应用。

在某个地方,Farraday和Tesla都在微笑。

- Harald Poesch,美国西门子工业公司运动控制电机产品经理。由CFE Media内容经理Mark T. Hoske编辑,控制工程工厂工程,mhoske@cfemedia.com。

www.usa.siemens.com/motionControl.

www.usa.siemens.com/servo-pump