Ierosmes motori (pazīstami arī kā "elektriskie ierosmes motori") un pastāvīgo magnētu motori ir divi galvenie veidi elektromotoru jomā, kas klasificēti, pamatojoties uz magnētiskā lauka ģenerēšanas metodēm. Starp tiem ir būtiskas atšķirības magnētiskā lauka avotu, konstrukcijas, veiktspējas raksturlielumu un piemērojamo scenāriju ziņā. Tālāk sniegta detalizēta salīdzinoša analīze no trim dimensijām: pamata raksturlielumi, galvenās atšķirības un piemērojamie scenāriji, lai palīdzētu noskaidrot būtiskās atšķirības un pielietojuma loģiku starp abiem.
1. Pamata iezīme: analizējiet divu veidu motoru būtiskās īpašības atsevišķi
(1) ierosmes motors (elektriskais ierosmes motors): "Ārējais barošanas avots ģenerē magnētisko lauku"
Ierosmes motora magnētiskais lauks tiek ģenerēts, iedarbinot ierosmes tinumu (spoli), nevis paļaujoties uz pastāvīgajiem magnētiem. Tās galvenās funkcijas ir saistītas ar "regulējamu magnētisko lauku":
Magnētiskā lauka avots
Lai radītu elektromagnētisko lauku kā galveno motora magnētisko lauku, nododot līdzstrāvu rotora/statora ierosmes tinumam, ir nepieciešama papildu "ierosmes sistēma" (ieskaitot ierosmes tinumu, ierosmes barošanas avotu, regulatoru).
01
Strukturālā sarežģītība
Rotora pusē parasti ietilpst ierosmes tinums, kam nepieciešama ārējā barošanas avota un rotējošās tinuma strāvas pārvade caur slīdgredzeniem un oglekļa sukām (vai bezsuku ierosmes konstrukcijām) (bezsuku konstrukcijas var samazināt nodilumu, taču konstrukcija ir sarežģītāka); Lai regulētu ierosmes strāvu, ir nepieciešams ierosmes regulators.
02
Veiktspējas elastība
Magnētiskā lauka intensitāti var precīzi noregulēt, mainot ierosmes strāvu, tādējādi elastīgi kontrolējot motora ātrumu, griezes momentu un izejas spriegumu (piemēram, ģenerators var stabili izvadīt spriegumu, un motors var sasniegt plašu ātruma regulēšanas diapazonu); Ierosinājumu var dinamiski pielāgot atbilstoši slodzes prasībām, lai optimizētu efektivitāti dažādos darbības apstākļos (piemēram, samazinot ierosmes strāvu un samazinot zudumus pie nelielas slodzes).
03
Zaudējumi un uzturēšana
Ir "ierosmes zudumi" (vara zudumi, ko izraisa ierosmes tinuma aktivizēšana), un kopējā efektivitāte ir nedaudz zemāka nekā tādas pašas jaudas pastāvīgo magnētu motoriem; Ja tiek izmantota slīdošā gredzena oglekļa sukas struktūra, ogles suka ir pakļauta nodilumam, un tai ir nepieciešama regulāra nomaiņa un apkope, un tā var radīt dzirksteles (nav piemērota sprādziendrošiem{0}}scenārijiem).
04
Izmaksu raksturojums
Nav nepieciešami pastāvīgo magnētu materiāli, izvairoties no retzemju pastāvīgo magnētu augstās cenu svārstību riska, un lielas{0}}jaudas modeļu (piemēram, megavatu līmeņa) materiālu izmaksu priekšrocības ir acīmredzamākas; Tomēr ierosmes sistēmas un sarežģītās struktūras dēļ mazas un vidējas jaudas modeļu kopējās izmaksas var būt augstākas nekā pastāvīgo magnētu motoriem.
05
(2) Pastāvīgā magnēta motors: "Pastāvīgajiem magnētiem ir savs magnētiskais lauks"
Pastāvīgā magnēta motora galveno magnētisko lauku nodrošina pastāvīgie magnēti, piemēram, neodīma dzelzs bors, samārija kobalts un ferīts, bez nepieciešamības izmantot ārēju ierosmes strāvu. Tās galvenās iezīmes ir saistītas ar "strukturālo vienkāršošanu un efektivitāti":
① Magnētiskā lauka avots:Atkarībā no pastāvīgajiem magnētiem raksturīgā magnētisma (pastāvīgie magnēti ilgstoši uztur magnētisko lauku pēc magnetizācijas bez papildu barošanas avota), galveno magnētiskā lauka stiprumu nosaka pastāvīgo magnētu materiāla īpašības.
② Struktūras vienkāršība:Rotora pusē nav ierosmes tinumu, slīdēšanas gredzena un oglekļa sukas (galvenais virziens ir "sinhronais motors ar pastāvīgo magnētu", un rotors satur tikai pastāvīgos magnētus), padarot konstrukciju kompaktāku, mazāku izmēru un vieglāku; Nav nepieciešama ierosmes sistēma, un vadības sistēma ir salīdzinoši vienkārša (jākontrolē tikai armatūras strāva, neregulējot ierosmi).
③ Veiktspējas stabilitāte:Nav ierosmes zudumu, augsta darbības efektivitāte (īpaši mazas un vidējas jaudas modeļiem efektivitāte ir par 5% -15% augstāka nekā tādu pašu specifikāciju ierosmes motoriem); Magnētiskā lauka intensitāti nosaka pastāvīgā magnēta raksturīgās īpašības, un to nevar dinamiski regulēt (izvade ir jāregulē netieši, izmantojot armatūras strāvas vektora vadību, un ātruma diapazonu ierobežo vadības stratēģija); Pastāv pastāvīgā magnēta atmagnetizācijas risks: augsta temperatūra, spēcīga vibrācija un pārmērīga armatūras strāva var izraisīt pastāvīgā magnēta magnētisko samazināšanos vai pastāvīgu demagnetizāciju, tādējādi ietekmējot motora kalpošanas laiku.
④ Nolietojums un apkope:Nav oglekļa sukas nodiluma problēmu, ilgs apkopes cikls (nepieciešama tikai kārtējā pārbaude, nav nepieciešams bieži nomainīt neaizsargātās daļas); Neierosināti vara zudumi, dzelzs zudumi un mehāniskie zudumi ir galvenie zudumu avoti, un efektivitātes priekšrocības ir lielākas zema-ātruma vieglas slodzes apstākļos.
⑤ Izmaksu raksturojums:Paļaujoties uz retzemju pastāvīgo magnētu materiāliem (piemēram, neodīma dzelzs boru), materiālu izmaksas veido lielu daļu (apmēram 30% -50%), un retzemju cenu svārstības tieši ietekmēs motoru izmaksas; Struktūras vienkāršošana samazina ražošanas un montāžas izmaksas, un mazas un vidējas jaudas modeļu kopējās izmaksas (piemēram, kW līmenis) var būt zemākas nekā ierosmes motoriem.
2. Galveno atšķirību salīdzinājums: skaidra diferenciācija tabulas formātā
| Izmēru salīdzināšana | ierosmes motors (elektriskā ierosme) | Pastāvīgā magnēta motors (sinhronais/asinhronais pastāvīgā magnēta motors) |
| Magnētiskā lauka ģenerēšanas metode | Uzbudināts ierosmes tinums (nepieciešams ārējs ierosmes barošanas avots) | Pastāvīgo magnētu raksturīgais magnētisms (pēc magnetizācijas nav nepieciešama barošana) |
| Pamata struktūra | Ieskaitot ierosmes tinumu, slīdēšanas gredzenu/ogles suku (vai bezsuku ierosmi), ierosmes kontrolieri | Satur pastāvīgo magnētu (rotoru), bez ierosmes tinuma un slīdēšanas gredzena/oglekļa sukas |
| Magnētiskā lauka regulēšana | Var precīzi regulēt ar ierosmes strāvu (elastīga) | Nav regulējams (atkarīgs no pastāvīgā magnēta īpašībām, nepieciešama netieša regulēšana, izmantojot vektora vadību) |
| Efektivitātes līmenis | Zemāka (ar ierosmes zudumiem), labāka efektivitāte lielas{0}}jaudas darbības apstākļos | Augsts (bez ierosmes zuduma), būtiskas priekšrocības mazas un vidējas jaudas/vieglas slodzes efektivitātē |
| Apkopes prasības | Augsts (ogles suka regulāri jāmaina, ierosmes sistēmai nepieciešama apkope) | Zems (nav neaizsargātu daļu, nepieciešama tikai regulāra apkope) |
| Izmaksu struktūra | Zemas materiālu izmaksas (bez pastāvīgajiem magnētiem), augstas struktūras/kontroles izmaksas | Augstas materiālu izmaksas (retzemju pastāvīgais magnēts), zemas struktūras/kontroles izmaksas |
| Vides pielāgošanās spēja | Slīdgredzena struktūra ir pakļauta dzirksteļošanai (nav piemērota sprādzienbīstamības{0}}/putekļainiem scenārijiem) | Nav dzirksteļu riska (attiecas uz sprādziendrošu{0}}un tīru vidi) |
| Demagnetizācijas risks | Nē (magnētiskais lauks, ko rada strāva, pazūd pēc strāvas padeves pārtraukuma) | Jā (augsta temperatūra, spēcīga vibrācija, pārstrāva var izraisīt pastāvīgo magnētu demagnetizāciju) |
3. Piemērojamais scenārijs: saskaņojiet optimālo izvēli, pamatojoties uz pieprasījumu
(1) ierosmes motors: piemērots "lielas jaudas, spēcīga regulējuma, zemu izmaksu svārstību" pieprasījumam.
①Liela mēroga elektroenerģijas ražošanas sistēmām, piemēram, siltuma/hidroelektriskajiem ģeneratoriem (MW līmenis) un vēja turbīnām (asinhronie modeļi ar divkāršu barošanu), ir nepieciešams stabils izejas spriegums, un tās var pielāgoties tīkla slodzes izmaiņām, izmantojot ierosmes regulēšanu.
② Smagā rūpnieciskā piedziņa: piemēram, kalnrūpniecības drupinātāji, lielas tērauda rūpnīcas un kuģu piedziņas motori (liela jauda, liels griezes moments, kam nepieciešama plaša ātruma regulēšana, un liela retzemju izmaksu daļa ir neekonomiska)
③ Zemsprieguma un lielas strāvas scenāriji: piemēram, līdzstrāvas motori elektrolītiskā alumīnija rūpniecībā, kas var precīzi kontrolēt griezes momentu, izmantojot ierosmes regulēšanu, un izvairīties no pastāvīgo magnētu demagnetizācijas riska lielās strāvās.
④ Scenāriji, kas ir jutīgi pret izmaksām un kuriem nav apkopes ierobežojumu, piemēram, tradicionālie industriālie ventilatori un ūdens sūkņi (kuriem nav nepieciešama īpaša efektivitāte un var veikt regulāru ogļu suku apkopi).
(2) Pastāvīgā magnēta motors: piemērots "augstas efektivitātes, zemas apkopes un kompaktas telpas vajadzībām"
①Jauna enerģijas transportlīdzekļa piedziņa: piemēram, piedziņas motori tīri elektriskiem transportlīdzekļiem un hibrīdtransportlīdzekļiem (nepieciešams liels jaudas blīvums, augsta efektivitāte, ierobežota vieta/svars un nav nepieciešamas apkopes).
②Rūpnieciskās servosistēmas: piemēram, robotu savienojumi, precīzijas darbgaldu vārpstas (kurām nepieciešama augsta -precizitātes ātruma regulēšana, zema vibrācija, kā arī pastāvīgā magnēta motoru augsta reakcija un mazs zudums).
③ Sadzīves/komerciālās ierīces: piemēram, gaisa kondicionēšanas kompresori, veļas mazgājamo mašīnu motori, dronu motori (maza vai vidēja jauda, augsta efektivitāte, var samazināt enerģijas patēriņu, un lietotājiem ir nulles tolerance pret apkopi).
④Īpaši vides pielietojumi: piemēram, medicīnas iekārtas (MRI iekārtu motori), sprādziendroši{0}} darbnīcu motori (bez dzirksteļiem, zemas apkopes prasības, piemēroti tīrai/bīstamai videi).
⑤ Zema enerģijas ražošana no atjaunojamiem enerģijas avotiem, piemēram, maziem fotoelektriskiem invertoriem un pārnēsājamiem ģeneratoriem (augsta efektivitāte var uzlabot enerģijas izmantošanu, kompaktu struktūru ir viegli uzstādīt).
4.Kopsavilkums
(1) Ierosmes motora izvēle:Ja pieprasījums ir pēc "lielas jaudas, spēcīga magnētiskā lauka regulēšanas un izvairīšanās no retzemju izmaksu riska" un ir pieņemams noteikts uzturēšanas līmenis (piemēram, liela mēroga{0}}rūpniecības un elektroenerģijas ražošanas laukos), ierosmes motors ir praktiskāka izvēle.
(2) Pastāvīgā magnēta motoru izvēle:Ja pieprasījums ir "augsta efektivitāte, zema apkope, mazs izmērs/viegls svars" un tolerance pret izmaksu svārstībām ir augsta (piemēram, jaunas enerģijas, precīzas ražošanas un sadzīves aprīkojuma jomā), pastāvīgo magnētu motoriem ir vairāk priekšrocību.
Arī tehnoloģiskās iterācijas virziens abiem ir skaidrs: ierosmes motori attīstās uz "brushless" (samazina apkopes) un "efektīvu ierosmes kontroli", savukārt pastāvīgo magnētu motori virzās uz "retzemju pastāvīgo magnētu materiāliem" (samazinot izmaksas) un "augstas temperatūras un demagnetizācijas pretestību" (uzlabo uzticamību).
