มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวร

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรได้พัฒนาก้าวหน้าอย่างมากและส่วนใหญ่ใช้ในโหลดความเร็วต่ำ เช่น สายพานลำเลียง เครื่องผสม เครื่องดึงลวด ปั๊มความเร็วต่ำ แทนที่ระบบไฟฟ้ากลที่ประกอบด้วยมอเตอร์ความเร็วสูงและกลไกการลดเชิงกล ช่วงความเร็วของมอเตอร์โดยทั่วไปอยู่ต่ำกว่า 500 รอบต่อนาที มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรสามารถแบ่งได้เป็นสองรูปแบบโครงสร้างหลักๆ คือ โรเตอร์ภายนอกและโรเตอร์ภายใน มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรโรเตอร์ภายนอกส่วนใหญ่ใช้ในสายพานลำเลียง

ในการออกแบบและการใช้งานมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวร ควรสังเกตว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรไม่เหมาะสำหรับความเร็วเอาต์พุตต่ำเป็นพิเศษ เมื่อโหลดส่วนใหญ่ภายใน50r/min ขับเคลื่อนโดยมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรง หากกำลังคงที่ จะทำให้มีแรงบิดสูง ส่งผลให้ต้นทุนมอเตอร์สูงขึ้นและประสิทธิภาพลดลง เมื่อกำหนดกำลังและความเร็วแล้ว จำเป็นต้องเปรียบเทียบประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจของมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรง มอเตอร์ความเร็วสูง และเฟือง (หรือโครงสร้างทางกลที่เพิ่มและลดความเร็วอื่นๆ) ร่วมกัน ปัจจุบัน กังหันลมที่มีกำลังมากกว่า 15MW และต่ำกว่า 10rpm กำลังค่อยๆ นำเอารูปแบบการขับเคลื่อนแบบกึ่งตรงมาใช้ โดยใช้เฟืองเพื่อเพิ่มความเร็วของมอเตอร์อย่างเหมาะสม ลดต้นทุนของมอเตอร์ และลดต้นทุนของระบบในที่สุด ซึ่งใช้ได้กับมอเตอร์ไฟฟ้าเช่นเดียวกัน ดังนั้น เมื่อความเร็วต่ำกว่า 100 r/min ควรพิจารณาถึงประเด็นทางเศรษฐกิจอย่างรอบคอบ และสามารถเลือกรูปแบบการขับเคลื่อนแบบกึ่งตรงได้

มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรโดยทั่วไปจะใช้โรเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบติดพื้นผิวเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของแรงบิดและลดการใช้วัสดุ เนื่องจากความเร็วในการหมุนต่ำและแรงเหวี่ยงต่ำ จึงไม่จำเป็นต้องใช้โครงสร้างโรเตอร์แม่เหล็กถาวรในตัว โดยทั่วไปแล้ว จะใช้แท่งแรงดัน ปลอกสแตนเลส และปลอกป้องกันไฟเบอร์กลาสเพื่อยึดและปกป้องแม่เหล็กถาวรของโรเตอร์ อย่างไรก็ตาม มอเตอร์บางตัวที่มีข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือสูง จำนวนขั้วค่อนข้างน้อย หรือมีการสั่นสะเทือนสูงก็ใช้โครงสร้างโรเตอร์แม่เหล็กถาวรในตัวเช่นกัน

มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงความเร็วต่ำถูกขับเคลื่อนโดยตัวแปลงความถี่ เมื่อการออกแบบจำนวนขั้วถึงขีดจำกัดบน การลดความเร็วเพิ่มเติมจะส่งผลให้ความถี่ต่ำลง เมื่อความถี่ของตัวแปลงความถี่ต่ำ รอบหน้าที่ของ PWM จะลดลง และรูปคลื่นไม่ดี ซึ่งอาจนำไปสู่ความผันผวนและความเร็วไม่เสถียร ดังนั้น การควบคุมมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงความเร็วต่ำโดยเฉพาะจึงค่อนข้างยากเช่นกัน ในปัจจุบัน มอเตอร์ความเร็วต่ำพิเศษบางตัวใช้รูปแบบมอเตอร์มอดูเลตสนามแม่เหล็กเพื่อใช้ความถี่ในการขับเคลื่อนที่สูงขึ้น

มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรความเร็วต่ำสามารถระบายความร้อนด้วยอากาศและของเหลวได้เป็นหลัก การระบายความร้อนด้วยอากาศส่วนใหญ่ใช้พัดลมอิสระแบบ IC416 ส่วนการระบายความร้อนด้วยของเหลวสามารถระบายความร้อนด้วยน้ำได้ (IC71วัตต์) ซึ่งสามารถกำหนดได้ตามสภาพในสถานที่ ในโหมดระบายความร้อนด้วยของเหลว สามารถออกแบบภาระความร้อนให้สูงขึ้นและโครงสร้างให้กะทัดรัดมากขึ้นได้ แต่ควรใส่ใจกับการเพิ่มความหนาของแม่เหล็กถาวรเพื่อป้องกันการสลายแม่เหล็กจากกระแสเกิน

สำหรับระบบมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงความเร็วต่ำที่มีข้อกำหนดในการควบคุมความเร็วและความแม่นยำของตำแหน่ง จำเป็นต้องเพิ่มเซ็นเซอร์ตำแหน่งและนำวิธีการควบคุมมาใช้ด้วยเซ็นเซอร์ตำแหน่ง นอกจากนี้ เมื่อมีความต้องการแรงบิดสูงในระหว่างการสตาร์ทเครื่อง จำเป็นต้องใช้วิธีการควบคุมด้วยเซ็นเซอร์ตำแหน่งด้วย

แม้ว่าการใช้มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรจะสามารถขจัดกลไกการลดแบบเดิมและลดต้นทุนการบำรุงรักษาได้ แต่การออกแบบที่ไม่สมเหตุสมผลอาจนำไปสู่ต้นทุนที่สูงสำหรับมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรและประสิทธิภาพของระบบลดลง โดยทั่วไปแล้ว การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงแบบแม่เหล็กถาวรสามารถลดต้นทุนต่อหน่วยแรงบิดได้ ดังนั้นมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงจึงสามารถทำเป็นดิสก์ขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ใหญ่กว่าและความยาวกองที่สั้นกว่าได้ อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางก็มีข้อจำกัดเช่นกัน เส้นผ่านศูนย์กลางที่มากเกินไปอาจเพิ่มต้นทุนของตัวเรือนและเพลา และแม้แต่วัสดุโครงสร้างก็จะค่อยๆ เกินต้นทุนของวัสดุที่มีประสิทธิภาพ ดังนั้น การออกแบบมอเตอร์ขับเคลื่อนตรงจึงต้องปรับอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางให้เหมาะสมเพื่อลดต้นทุนโดยรวมของมอเตอร์

สุดท้ายนี้ ข้าพเจ้าขอเน้นย้ำว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรงแบบแม่เหล็กถาวรยังคงเป็นมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวแปลงความถี่ ค่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์มีผลต่อกระแสที่ด้านเอาต์พุตของตัวแปลงความถี่ ตราบใดที่ยังอยู่ในช่วงความจุของตัวแปลงความถี่ ค่ากำลังไฟฟ้าจะมีผลกระทบเล็กน้อยต่อประสิทธิภาพการทำงานและจะไม่ส่งผลต่อค่ากำลังไฟฟ้าที่ด้านกริด ดังนั้น การออกแบบค่ากำลังไฟฟ้าของมอเตอร์ควรพยายามให้แน่ใจว่ามอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรงทำงานในโหมด MTPA ซึ่งสร้างแรงบิดสูงสุดด้วยกระแสต่ำสุด เหตุผลที่สำคัญคือความถี่ของมอเตอร์ขับเคลื่อนโดยตรงโดยทั่วไปจะต่ำ และการสูญเสียเหล็กจะต่ำกว่าการสูญเสียทองแดงมาก การใช้ MTPA สามารถลดการสูญเสียทองแดงได้ ช่างเทคนิคไม่ควรได้รับอิทธิพลจากมอเตอร์อะซิงโครนัสที่เชื่อมต่อกริดแบบดั้งเดิม และไม่มีพื้นฐานในการตัดสินประสิทธิภาพของมอเตอร์โดยอิงจากขนาดกระแสที่ด้านมอเตอร์

Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่ทันสมัยซึ่งบูรณาการการวิจัยและพัฒนา การผลิต การขาย และการบริการของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร ผลิตภัณฑ์หลากหลายและข้อมูลจำเพาะมีครบถ้วน ในจำนวนนั้น มอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบขับตรงความเร็วต่ำ (7.5-500 รอบต่อนาที) ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น พัดลม สายพานลำเลียง ปั๊มลูกสูบ และโรงสีในปูนซีเมนต์ วัสดุก่อสร้าง เหมืองถ่านหิน ปิโตรเลียม โลหะ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่มีสภาพการทำงานที่ดี