Struktura i princip rada
sinhroni motor s permanentnim magnetom
1. Struktura sinhronog motora s permanentnim magnetom
Sinhroni motor s trajnim magnetom (PMSM) uglavnom se sastoji od rotora, krajnjeg poklopca i statora. Glavna struktura je: osovina, rotor, jezgro statora, namotaj statora, baza i ventilator za hlađenje.
Sinhroni motor s permanentnim magnetom sastoji se od jezgre statora i namotaja, koji stvaraju sinhrono rotirajuće magnetsko polje. Funkcija statora je stvaranje magnetnog polja tokom rada motora. Nakon što se simetrična trofazna izmjenična struja prođe u trofazni namotaj statora, stvara se rotirajuće magnetsko polje koje rotira duž unutrašnjeg kruga statora i rotora sinhronom brzinom. Stator trofaznog sinhronog motora s permanentnim magnetom se po strukturi ne razlikuje mnogo od onog kod trofaznog asinhronog motora na izmjeničnu struju.
prvi oblik:rotor sa polom trajnog magneta koji je postavljen na obodnoj površini jezgre rotora naziva se površinski izbočeni rotor s permanentnim magnetom.
Drugi oblik:pol trajnog magneta ugrađen je na površinu jezgre rotora, što se naziva površinski ugrađeni trajni magnet rotor.
Treći oblik:U većim motorima se češće koristi za ugradnju trajnih magneta unutar rotora, koji se naziva ugrađeni trajni magnet rotor (ili ugrađeni trajni magnetni rotor ili ugrađeni trajni magnet rotor). Permanentni magnet je ugrađen u jezgro rotora, au jezgru postoje prorezi za ugradnju trajnih magneta. Glavni raspored trajnih magneta prikazan je na slici. U svakom obliku postoji kombinacija više slojeva trajnih magneta.
2. Princip rada sinhronog motora s permanentnim magnetom
Sinhroni motori s trajnim magnetima općenito su opremljeni rotacijskim transformatorom (resolverom), kao što je prikazano na slici. To je elektromagnetski senzor koji se koristi za detekciju položaja i brzine rotora. Princip rezolvera je u osnovi isti kao i kod transformatora.
Resolver sinhronog motora s permanentnim magnetom usvaja reluktancijski rezover, a njegov rotor je jezgro rotora bez namotaja rotora. Rotor je posebnog oblika sa gvozdenim jezgrom, a izlazni napon se amplitudno menja u zavisnosti od razmaka između jezgre rotora i jezgre statora (tip amplitudske modulacije).
Sinhroni motor s permanentnim magnetom je uređaj u kojem se magnetsko polje elektromagneta i magnetsko polje trajnog magneta međusobno povlače kako bi generirali silu i kretanje, kao što je prikazano na slici.
Trofazna simetrična naizmjenična struja povezana je s trofaznim namotom statora motora kako bi se stvorilo rotirajuće magnetsko polje. Prema principu da se suprotni polovi međusobno privlače, a slični polovi međusobno odbijaju, bez obzira kakav je početni relativni položaj rotirajućih polova statora i trajnih magnetnih polova, rotirajući polovi statora će uvijek povući rotor da se rotira sinhrono zbog magnetna sila.
Karakteristike sinhronog motora s permanentnim magnetom
Mala veličina, mala težina i velika gustina snage. Primjena ultra-jakih trajnih magnetnih materijala visokih performansi uvelike je smanjila veličinu i težinu motora s trajnim magnetima, a gustina snage je najmanje 1,5 puta veća od običnih trofaznih asinhronih motora.
Visoka efikasnost i ušteda energije. Budući da magnetsko polje pobude osiguravaju trajni magneti, rotoru permanentnog magneta nije potrebna pobuda, a efikasnost može biti i do 90%. U poređenju sa asinhronim motorima, opseg brzine rada visoke efikasnosti je širok i ušteda energije je značajna. Naročito kada se trči pri maloj brzini, prednost je očiglednija.
Nizak porast temperature. Zbog visoke efikasnosti motora sa trajnim magnetima, nema gubitka otpora u namotu rotora, a reaktivna struja u namotu statora je mala ili gotovo nikakva, zbog čega temperatura motora raste niskim i produžava vijek trajanja motora.
Brz odziv, širok raspon regulacije brzine, visoka pouzdanost, niska razina buke i uglađen rad, pogodan za prilike srednje i velike snage. Trenutno, električni putnički automobili uglavnom koriste sinhrone motore s permanentnim magnetima.
Potrebna je određena količina trajnih magneta, što je skuplje od trofaznih asinhronih motora. Osim toga, trajni magneti su skloni nepovratnoj demagnetizaciji na visokim temperaturama, a njihova pouzdanost je niža od one kod trofaznih asinhronih motora.
