У поређењу са традиционалним електричним моторима побуде, мотори са трајним магнетом, посебно мотори са сталним магнетом ретких земаља, имају једноставну структуру и поуздан рад.Мала запремина и мала тежина;Низак губитак и висока ефикасност;Облик и величина мотора могу бити флексибилни и разнолики.Због тога је опсег примене изузетно широк, готово у свим областима ваздухопловства, националне одбране, индустријске и пољопривредне производње и свакодневног живота.Главне карактеристике и примене неколико типичних мотора са трајним магнетима су представљене у наставку.
1. У поређењу са традиционалним генераторима, синхрони генератори са сталним магнетима ретких земаља не требају клизне прстенове и уређаје за четке, са једноставном структуром и смањеном стопом отказа.Трајни магнет ретких земаља такође може повећати магнетну густину ваздушног јаза, повећати брзину мотора до оптималне вредности и побољшати однос снаге и масе.Генератори трајних магнета ретких земаља се скоро сви користе у савременим ваздухопловним и свемирским генераторима.Његови типични производи су 150 кВА 14-полни 12 000 о/мин ~ 21 000 о/мин и 100 кВА 60 000 о/мин синхрони генератори са сталним магнетом од ретке земље кобалта произведене од стране Генерал Елецтриц Цомпани оф Америца.Први мотор са перманентним магнетом ретких земаља развијен у Кини је генератор перманентних магнета од 3 кВ од 20 000 о/мин.
Генератори са сталним магнетима се такође користе као помоћни побуђивачи за велике турбогенераторе.1980-их, Кина је успешно развила највећи светски помоћни узбуђивач са сталним магнетом од ретке земље са капацитетом од 40 кВА ~ 160 кВА и опремљен са турбогенераторима од 200 МВ ~ 600 МВ, што је у великој мери побољшало поузданост рада електране.
Тренутно се постепено популаришу мали генератори који покрећу мотори са унутрашњим сагоревањем, генератори са трајним магнетима за возила и мали ветрогенератори са трајним магнетима који директно покрећу точкови на ветар.
2. Високоефикасни синхрони мотор са перманентним магнетом У поређењу са индукционим мотором, синхрони мотор са перманентним магнетом не треба реактивну струју побуде, што може значајно побољшати фактор снаге (до 1 или чак капацитивно), смањити струју статора и губитак отпора статора, и нема губитка бакра ротора током стабилног рада, чиме се смањује вентилатор (мотор малог капацитета може чак и уклонити вентилатор) и одговарајући губитак трења ветра.У поређењу са индукционим мотором исте спецификације, ефикасност се може повећати за 2 ~ 8 процентних поена.Штавише, синхрони мотор са трајним магнетом може задржати високу ефикасност и фактор снаге у опсегу номиналног оптерећења од 25% ~ 120%, што чини ефекат уштеде енергије значајнијим када ради под малим оптерећењем.Генерално, ова врста мотора је опремљена почетним намотајем на ротору, који има могућност да се покрене директно на одређеној фреквенцији и напону.Тренутно се углавном користи у нафтним пољима, индустрији текстила и хемијских влакана, индустрији керамике и стакла, вентилаторима и пумпама са дугим годишњим радним временом итд.
Синхрони мотор са трајним магнетом НдФеБ са високом ефикасношћу и великим обртним моментом који је самостално развила наша земља може решити проблем „великих коњских запрега“ у примени нафтних поља.Почетни обртни момент је 50% ~ 100% већи од индукционог мотора, који може да замени индукциони мотор са већим основним бројем, а стопа уштеде енергије је око 20%.
У текстилној индустрији, момент инерције оптерећења је велики, што захтева велики вучни момент.Разуман дизајн коефицијента цурења у празном ходу, однос истакнутих полова, отпор ротора, величина перманентног магнета и завоји намотаја статора синхроног мотора са перманентним магнетом могу побољшати вучне перформансе мотора са перманентним магнетом и промовисати његову примену у новим индустријама текстила и хемијских влакана.
Вентилатори и пумпе које се користе у великим електранама, рудницима, нафтној, хемијској и другим индустријама су велики потрошачи енергије, али ефикасност и фактор снаге мотора који се тренутно користе су ниски.Коришћење НдФеБ трајних магнета не само да побољшава ефикасност и фактор снаге, штеди енергију, већ има и структуру без четкица, што побољшава поузданост рада.Тренутно, синхрони мотор са трајним магнетом од 1 120 кВ је најмоћнији светски асинхрони стартни високоефикасни мотор са сталним магнетом од ретке земље.Његова ефикасност је већа од 96,5% (ефикасност мотора исте спецификације је 95%), а фактор снаге је 0,94, што може заменити обичан мотор са 1 ~ 2 степена снаге већим од њега.
3. АЦ серво мотор са перманентним магнетом и мотор са ДЦ перманентним магнетом без четкица сада све више користе напајање променљиве фреквенције и мотор наизменичне струје да формирају систем контроле брзине наизменичне струје уместо система контроле брзине ДЦ мотора.У моторима наизменичне струје, брзина синхроног мотора са перманентним магнетом одржава константан однос са фреквенцијом напајања током стабилног рада, тако да се може директно користити у систему контроле брзине променљиве фреквенције отвореног круга.Овакав мотор се обично покреће постепеним повећањем фреквенције фреквентног претварача.Почетни намотај није потребно постављати на ротор, а четкица и комутатор су изостављени, па је одржавање згодно.
Самосинхрони мотор са перманентним магнетом се састоји од синхроног мотора са перманентним магнетом који се напаја фреквентним претварачем и системом контроле положаја ротора са затвореном петљом, који не само да има одличне перформансе регулације брзине електрично побуђеног ДЦ мотора, већ остварује и без четкица.Углавном се користи у случајевима са високом прецизношћу и поузданошћу управљања, као што су авијација, ваздухопловство, ЦНЦ машине алатке, обрадни центри, роботи, електрична возила, рачунарске периферије итд.
Тренутно су развијени НдФеБ синхрони мотор са перманентним магнетом и погонски систем са широким опсегом брзина и Гао Хенг односом снаге брзине, са односом брзине од 1:22 500 и граничном брзином од 9 000 о/мин.Карактеристике високе ефикасности, малих вибрација, ниске буке и велике густине обртног момента мотора са перманентним магнетом су најидеалнији мотори у електричним возилима, машинама алаткама и другим погонским уређајима.
Са сталним побољшањем животног стандарда људи, захтеви за кућним апаратима су све већи и већи.На пример, клима уређај за домаћинство није само велики потрошач енергије, већ и главни извор буке.Његов развојни тренд је употреба ДЦ мотора без четкица са перманентним магнетом са бесконачном регулацијом брзине.Може се аутоматски прилагодити на одговарајућу брзину у складу са промјеном собне температуре и радити дуго времена, смањујући буку и вибрације, чинећи да се људи осјећају угодније и штеди 1/3 електричне енергије у поређењу са клима уређајем без регулације брзине.Остали фрижидери, машине за прање веша, сакупљачи прашине, вентилатори итд. постепено прелазе на ДЦ моторе без четкица.
4. Перманентни магнет ДЦ мотор ДЦ мотор усваја перманентни магнет, који не само да задржава добре карактеристике регулације брзине и механичке карактеристике електрично побуђеног ДЦ мотора, већ има и карактеристике једноставне структуре и технологије, мале запремине, ниске потрошње бакра, високе ефикасност итд.јер су изостављени побудни намотај и губитак побуде.Због тога се ДЦ мотори са сталним магнетом широко користе од кућних апарата, преносивих електронских уређаја, електричних алата до прецизних система за пренос брзине и положаја који захтевају добре динамичке перформансе.Међу микро ДЦ моторима испод 50 В, мотори са трајним магнетима чине 92%, док они испод 10 В чине више од 99%.
Тренутно се кинеска аутомобилска индустрија убрзано развија, а аутомобилска индустрија је највећи корисник мотора са трајним магнетима, који су кључне компоненте аутомобила.У ултралуксузном аутомобилу постоји више од 70 мотора различите намене, од којих су већина нисконапонски ДЦ микромотори са перманентним магнетом.Када се НдФеБ перманентни магнети и планетарни зупчаници користе у стартер моторима за аутомобиле и мотоцикле, квалитет стартер мотора може се смањити за половину.
Класификација мотора са трајним магнетом
Постоји много врста трајних магнета.Према функцији мотора, може се грубо поделити у две категорије: генератор перманентног магнета и мотор са перманентним магнетом.
Мотори са трајним магнетом могу се поделити на ДЦ моторе са перманентним магнетом и наизменичне моторе са перманентним магнетом.Мотор на наизменичну струју са перманентним магнетом се односи на вишефазни синхрони мотор са ротором перманентног магнета, тако да се често назива синхрони мотор са перманентним магнетом (ПМСМ).
Мотори једносмерне струје са перманентним магнетом могу се поделити на ДЦ моторе без четкица са перманентним магнетом и ДЦ моторе без четкица са перманентним магнетом (БЛДЦМ) ако су класификовани према томе да ли постоје електрични прекидачи или комутатори.
Данас се теорија и технологија савремене енергетске електронике увелико развијају у свету.Са појавом енергетских електронских уређаја, као што су МОСФЕТ, ИГБТ и МЦТ, контролни уређаји су претрпели фундаменталне промене.Од када је Ф. Блацеке изнео принцип векторске контроле мотора наизменичне струје 1971. године, развој технологије векторске контроле покренуо је нову еру контроле серво погона наизменичне струје, а различити микропроцесори високих перформанси су континуирано потискивани, додатно убрзавајући развој. АЦ серво система уместо ДЦ серво система.Неизбежан је тренд да АЦ-И серво систем замењује ДЦ серво систем.Међутим, синхрони мотор са трајним магнетом (ПМСМ) са синусоидном задњом емф и ДЦ мотор без четкица (БЛИКС~) са трапезоидним задњим емф ће сигурно постати главна струја развоја АЦ серво система високих перформанси због својих одличних перформанси.