기존 전기 여자 모터에 비해 영구 자석 모터, 특히 희토류 영구 자석 모터는 구조가 간단하고 작동이 안정적입니다.작은 부피와 가벼운 무게;저손실 및 고효율;모터의 모양과 크기는 유연하고 다양할 수 있습니다.따라서 응용 범위는 항공우주, 국방, 산업 및 농업 생산, 일상생활 등 거의 모든 분야에 걸쳐 매우 넓습니다.몇 가지 일반적인 영구자석 모터의 주요 특징과 용도가 아래에 소개되어 있습니다.
1. 기존 발전기와 비교하여 희토류 영구 자석 동기 발전기는 슬립 링 및 브러시 장치가 필요하지 않으며 구조가 간단하고 고장률이 낮습니다.희토류 영구 자석은 또한 공극 자기 밀도를 높이고, 모터 속도를 최적의 값으로 높이며, 질량 대비 출력 비율을 향상시킬 수 있습니다.희토류 영구 자석 발전기는 현대 항공 및 우주 항공 발전기에 거의 모두 사용됩니다.대표적인 제품은 미국 General Electric Company에서 제조한 150kVA 14극 12,000r/min ~ 21,000r/min 및 100kVA 60,000r/min 희토류 코발트 영구자석 동기 발전기입니다.중국에서 개발된 최초의 희토류 영구자석 모터는 3kW 20,000r/min 영구자석 발전기입니다.
영구자석 발전기는 대형 터보 발전기의 보조 여자기로도 사용됩니다.1980년대 중국은 40kVA~160kVA 용량의 세계 최대 희토류 영구자석 보조 여자기를 성공적으로 개발했으며, 200MW~600MW 터보 발전기를 장착해 발전소 운영 신뢰성을 크게 향상시켰습니다.
현재 내연기관으로 구동되는 소형 발전기, 차량용 영구자석 발전기, 풍차로 직접 구동되는 소형 영구자석 풍력발전기가 점차 대중화되고 있다.
2. 고효율 영구 자석 동기 모터 유도 전동기와 비교하여 영구 자석 동기 모터는 무효 여자 전류가 필요하지 않으므로 역률(최대 1 또는 심지어 용량성)을 크게 향상시키고 고정자 전류 및 고정자 저항 손실을 줄일 수 있습니다. 안정적인 작동 중에 회전자 동 손실이 없으므로 팬(소용량 모터는 팬을 제거할 수도 있음)과 그에 따른 바람 마찰 손실을 줄입니다.같은 사양의 유도전동기와 비교하면 2~8%포인트 정도 효율을 높일 수 있다.또한, 영구자석 동기전동기는 정격부하 범위 25%~120%에서 높은 효율과 역률을 유지할 수 있어 경부하 운전 시 에너지 절감 효과가 더욱 돋보입니다.일반적으로 이러한 유형의 모터에는 회전자에 시동 권선이 장착되어 있어 특정 주파수 및 전압에서 직접 시동할 수 있습니다.현재 유전, 섬유 및 화학 섬유 산업, 세라믹 및 유리 산업, 연간 가동 시간이 긴 팬 및 펌프 등에 주로 사용됩니다.
우리나라가 독자적으로 개발한 고효율과 높은 시동 토크를 갖춘 NdFeB 영구자석 동기 모터는 유전 응용 분야에서 "큰 말이 끄는 수레" 문제를 해결할 수 있습니다.기동토크는 유도전동기에 비해 50%~100% 더 크므로 더 큰 베이스수로 유도전동기를 대체할 수 있으며, 절전율은 약 20%이다.
섬유 산업에서는 부하 관성 모멘트가 크기 때문에 높은 견인 토크가 필요합니다.영구자석 동기 전동기의 무부하 누설 계수, 돌극 비율, 회전자 저항, 영구자석 크기 및 고정자 권선 권수의 합리적인 설계는 영구자석 전동기의 견인 성능을 향상시키고 새로운 섬유 및 화학 섬유 산업에서의 적용을 촉진할 수 있습니다.
대규모 발전소, 광산, 석유, 화학 및 기타 산업에 사용되는 팬과 펌프는 에너지를 많이 소비하지만 현재 사용되는 모터의 효율과 역률은 낮습니다.NdFeB 영구자석을 사용하면 효율과 역률이 향상될 뿐만 아니라 에너지가 절약될 뿐만 아니라 브러시리스 구조로 되어 있어 동작의 신뢰성이 향상됩니다.현재 1개의 120kW 영구자석 동기 모터는 세계에서 가장 강력한 비동기 시동 고효율 희토류 영구자석 모터입니다.효율은 96.5%(동일 사양 모터 효율은 95%) 이상이며 역률은 0.94로 일반 모터를 1~2등급 더 큰 전력 등급으로 대체할 수 있다.
3. AC 서보 영구 자석 모터 및 브러시리스 DC 영구 자석 모터는 이제 점점 더 가변 주파수 전원 공급 장치와 AC 모터를 사용하여 DC 모터 속도 제어 시스템 대신 AC 속도 제어 시스템을 형성합니다.AC 모터에서 영구 자석 동기 모터의 속도는 안정적인 작동 중에 전원 공급 장치의 주파수와 일정한 관계를 유지하므로 개방 루프 가변 주파수 속도 제어 시스템에 직접 사용할 수 있습니다.이러한 종류의 모터는 일반적으로 주파수 변환기의 주파수를 점진적으로 증가시켜 시동됩니다.로터에 시동권선을 설정할 필요가 없으며, 브러시 및 정류자가 생략되어 있어 유지관리가 편리합니다.
자체 동기 영구자석 모터는 주파수 변환기로 구동되는 영구자석 동기 모터와 회전자 위치의 폐쇄 루프 제어 시스템으로 구성되어 전기 여자 DC 모터의 속도 조절 성능이 우수할 뿐만 아니라 브러시리스를 구현합니다.항공, 항공 우주, CNC 공작 기계, 머시닝 센터, 로봇, 전기 자동차, 컴퓨터 주변 장치 등과 같이 제어 정확도와 신뢰성이 높은 경우에 주로 사용됩니다.
현재 넓은 속도 범위와 Gao Heng 전력 속도 비율을 갖춘 NdFeB 영구 자석 동기 모터 및 구동 시스템이 개발되었으며 속도 비율은 1:22,500이고 제한 속도는 9,000r/min입니다.영구 자석 모터의 고효율, 작은 진동, 저소음 및 높은 토크 밀도의 특성은 전기 자동차, 공작 기계 및 기타 구동 장치에 가장 이상적인 모터입니다.
사람들의 생활 수준이 지속적으로 향상됨에 따라 가전 제품에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다.예를 들어, 가정용 에어컨은 전력 소모량이 클 뿐만 아니라 소음의 주요 원인이기도 합니다.개발 추세는 무단계 속도 조절 기능을 갖춘 영구 자석 브러시리스 DC 모터를 사용하는 것입니다.실내 온도 변화에 따라 적절한 속도로 자동 조정되어 장시간 작동할 수 있어 소음과 진동이 줄어들고 사람들이 더욱 편안함을 느낄 수 있으며 속도 조절이 없는 에어컨에 비해 1/3의 전기를 절약할 수 있습니다.그 외 냉장고, 세탁기, 집진기, 팬 등도 점차 브러시리스 DC 모터로 바뀌고 있습니다.
4. 영구 자석 DC 모터 DC 모터는 전기 여자 DC 모터의 우수한 속도 조절 특성과 기계적 특성을 유지할뿐만 아니라 간단한 구조 및 기술, 작은 부피, 낮은 구리 소비, 높은 특성을 갖는 영구 자석 여자를 채택합니다. 여자 권선과 여자 손실이 생략되어 효율 등이 향상됩니다.따라서 영구자석 DC 모터는 가전제품, 휴대용 전자기기, 전동공구에서부터 우수한 동적 성능을 요구하는 정밀 속도 및 위치 전달 시스템에 이르기까지 폭넓게 사용되고 있습니다.50W 미만 마이크로 DC 모터 중 영구자석 모터가 92%를 차지하고, 10W 미만 모터가 99% 이상을 차지한다.
현재 중국의 자동차 산업은 급속도로 발전하고 있으며 자동차 산업은 자동차의 핵심 부품인 영구자석 모터를 가장 많이 사용하는 산업이다.초고급 자동차에는 다양한 목적을 가진 70개 이상의 모터가 있으며, 그 중 대부분은 저전압 영구 자석 DC 마이크로모터입니다.자동차, 오토바이용 스타터 모터에 NdFeB 영구자석과 유성기어를 사용하면 스타터 모터의 품질이 절반으로 저하될 수 있다.
영구자석 모터의 분류
영구자석에는 여러 종류가 있습니다.모터의 기능에 따라 크게 영구자석 발전기와 영구자석 모터의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
영구자석 모터는 영구자석 DC 모터와 영구자석 AC 모터로 나눌 수 있습니다.영구자석 AC 모터는 영구자석 회전자가 있는 다상 동기 모터를 말하므로 영구자석 동기 모터(PMSM)라고도 합니다.
영구자석 DC모터는 전기스위치가 있는지, 정류자가 있는지에 따라 분류하면 영구자석 브러시리스 DC모터와 영구자석 브러시리스 DC모터(BLDCM)로 나눌 수 있다.
오늘날 세계적으로는 현대전력전자공학의 이론과 기술이 크게 발전하고 있습니다.MOSFET, IGBT, MCT 등 전력전자소자의 등장으로 제어소자는 근본적인 변화를 겪었습니다.1971년 F. Blaceke가 AC 모터의 벡터 제어 원리를 제시한 이래 벡터 제어 기술의 발전은 AC 서보 드라이브 제어의 새로운 시대를 열었고, 다양한 고성능 마이크로프로세서가 지속적으로 출시되면서 개발이 더욱 가속화되었습니다. DC 서보 시스템 대신 AC 서보 시스템.AC-I 서보 시스템이 DC 서보 시스템을 대체하는 것은 피할 수 없는 추세입니다.그러나 정현파 역기전력을 갖는 영구자석 동기 모터(PMSM)와 사다리꼴 역기전력을 갖는 브러시리스 DC 모터(BLIX~)는 뛰어난 성능으로 인해 반드시 고성능 AC 서보 시스템 개발의 주류가 될 것입니다.