Brushless AC 3 Phase PMSM Motor Variabel Frekuensi Motor Sinkron

Perbedaan Antara Motor Magnet Permanen Dan Motor Asinkron

01. Struktur Rotor

Motor asinkron: Rotor terdiri dari inti besi dan belitan, terutama rotor sangkar-tupai dan lilitan kawat.Rotor sangkar tupai dilemparkan dengan batang aluminium.Medan magnet batang aluminium yang memotong stator menggerakkan rotor.

Motor PMSM: Magnet permanen tertanam di kutub magnet rotor, dan didorong untuk berputar oleh medan magnet berputar yang dihasilkan di stator sesuai dengan prinsip kutub magnet dari fase yang sama menarik tolakan yang berbeda.

02. Efisiensi

Motor asinkron: Perlu menyerap arus dari eksitasi jaringan, mengakibatkan sejumlah kehilangan energi, arus reaktif motor, dan faktor daya rendah.

Motor PMSM: Medan magnet disediakan oleh magnet permanen, rotor tidak membutuhkan arus yang menarik, dan efisiensi motor ditingkatkan.

03. Volume Dan Berat

Penggunaan bahan magnet permanen berkinerja tinggi membuat medan magnet celah udara motor sinkron magnet permanen lebih besar daripada motor asinkron.Ukuran dan berat berkurang dibandingkan dengan motor asinkron.Ini akan menjadi satu atau dua ukuran bingkai lebih rendah dari motor asinkron.

04. Arus Start Motor

Motor asinkron: Ini langsung dimulai oleh listrik frekuensi daya, dan arus startnya besar, yang dapat mencapai 5 hingga 7 kali arus pengenal, yang berdampak besar pada jaringan listrik dalam sekejap.Arus pengasutan yang besar menyebabkan penurunan tegangan tahanan bocor belitan stator meningkat, dan torsi pengasutan kecil sehingga pengasutan tugas berat tidak dapat dicapai.Bahkan jika inverter digunakan, itu hanya dapat dimulai dalam rentang arus keluaran pengenal.

Motor PMSM: Digerakkan oleh pengontrol khusus, yang tidak memiliki persyaratan keluaran pengenal peredam.Arus awal yang sebenarnya kecil, arus meningkat secara bertahap sesuai dengan beban, dan torsi awal besar.

05. Faktor Daya

Motor asinkron memiliki faktor daya yang rendah, mereka harus menyerap sejumlah besar arus reaktif dari jaringan listrik, arus awal motor asinkron yang besar akan menyebabkan dampak jangka pendek pada jaringan listrik, dan penggunaan jangka panjang akan menyebabkan kerusakan tertentu ke peralatan jaringan listrik dan transformator.Perlu menambah unit kompensasi daya dan melakukan kompensasi daya reaktif untuk memastikan kualitas jaringan listrik dan meningkatkan biaya penggunaan peralatan.

Tidak ada arus induksi pada rotor motor sinkron magnet permanen, dan faktor daya motor tinggi, yang meningkatkan faktor kualitas jaringan listrik dan menghilangkan kebutuhan untuk memasang kompensator.

06. Pemeliharaan

Motor asinkron + struktur peredam akan menghasilkan getaran, panas, tingkat kegagalan yang tinggi, konsumsi pelumas yang besar, dan biaya perawatan manual yang tinggi;itu akan menyebabkan kerugian downtime tertentu.

Motor sinkron magnet permanen tiga fase menggerakkan peralatan secara langsung.Karena peredam dihilangkan, kecepatan keluaran motor rendah, kebisingan mekanis rendah, getaran mekanis kecil, dan tingkat kegagalan rendah.Seluruh sistem penggerak hampir bebas perawatan.

Persamaan EMF dan Torsi

Pada mesin sinkron, rata-rata EMF yang diinduksi per fasa disebut EMF induksi dinamis pada motor sinkron, fluks yang dipotong oleh masing-masing penghantar per putaran adalah Pϕ Weber

Maka waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu putaran adalah 60/N detik

Rata-rata EMF yang diinduksi per konduktor dapat dihitung dengan menggunakan

( PϕN / 60 ) x Zph = ( PϕN / 60 ) x 2Tph

Di mana Tph = Zph / 2

Oleh karena itu, EMF rata-rata per fase adalah,

= 4 x ϕ x Tph x PN/120 = 4ϕfTph

Dimana Tph = no.Belokan terhubung secara seri per fase

ϕ = fluks/kutub dalam Weber

P= tidak.Dari tiang

F = frekuensi dalam Hz

Zp = tidak.Dari konduktor yang dihubungkan secara seri per fasa.= Zph/3

Persamaan EMF tergantung pada kumparan dan konduktor pada stator.Untuk motor ini, faktor distribusi Kd dan faktor pitch Kp juga dipertimbangkan.

Oleh karena itu, E = 4 x ϕ xfx Tph xKd x Kp

Persamaan torsi dari motor sinkron magnet permanen diberikan sebagai,

T = (3 x Eph x Iph x sinβ) / ωm

Motor AC magnet permanen (PMAC) memiliki berbagai aplikasi termasuk:

Mesin Industri: Motor PMAC digunakan dalam berbagai aplikasi mesin industri, seperti pompa, kompresor, kipas, dan peralatan mesin.Mereka menawarkan efisiensi tinggi, kerapatan daya tinggi, dan kontrol presisi, menjadikannya ideal untuk aplikasi ini.

Robotika: Motor PMAC digunakan dalam aplikasi robotika dan otomasi, di mana mereka menawarkan kerapatan torsi tinggi, kontrol presisi, dan efisiensi tinggi.Mereka sering digunakan dalam lengan robot, grippers, dan sistem kontrol gerak lainnya.

Sistem HVAC: Motor PMAC digunakan dalam sistem pemanas, ventilasi, dan pendingin udara (HVAC), yang menawarkan efisiensi tinggi, kontrol presisi, dan tingkat kebisingan rendah.Mereka sering digunakan pada kipas dan pompa dalam sistem ini.

Sistem Energi Terbarukan: Motor PMAC digunakan dalam sistem energi terbarukan, seperti turbin angin dan pelacak matahari, di mana mereka menawarkan efisiensi tinggi, kepadatan daya tinggi, dan kontrol presisi.Mereka sering digunakan dalam generator dan sistem pelacakan dalam sistem ini.

Peralatan Medis: Motor PMAC digunakan dalam peralatan medis, seperti mesin MRI, yang menawarkan kerapatan torsi tinggi, kontrol presisi, dan tingkat kebisingan yang rendah.Mereka sering digunakan di motor yang menggerakkan bagian yang bergerak di mesin ini.

IPM vs SPM

Motor magnet permanen (juga disebut PM) dapat dipisahkan menjadi dua kategori utama: Magnet Permanen Interior (IPM) dan Magnet Permanen Permukaan (SPM).Kedua jenis menghasilkan fluks magnet dengan magnet permanen yang ditempelkan ke atau di dalam rotor.

SPM

MAGNET PERMANEN PERMUKAAN

Suatu jenis motor yang magnet permanennya dipasangkan pada keliling rotor.

Motor SPM memiliki magnet yang ditempelkan di bagian luar permukaan rotor, kekuatan mekaniknya sangat lemah dibandingkan motor IPM.Kekuatan mekanis yang melemah membatasi kecepatan mekanis aman maksimum motor.Selain itu, motor ini menunjukkan arti-penting magnetik yang sangat terbatas (Ld ≈ Lq).Nilai induktansi yang diukur pada terminal rotor konsisten terlepas dari posisi rotor.Karena rasio arti-penting hampir satu kesatuan, desain motor SPM sangat bergantung, jika tidak sepenuhnya, pada komponen torsi magnetik untuk menghasilkan torsi.

IPM

MAGNET PERMANEN DALAM

Jenis motor yang memiliki rotor yang disematkan magnet permanen disebut IPM.

Motor IPM memiliki magnet permanen yang tertanam di rotor itu sendiri.Tidak seperti rekan SPM mereka, lokasi magnet permanen membuat motor IPM bersuara sangat mekanis, dan cocok untuk beroperasi pada kecepatan yang sangat tinggi.Motor-motor ini juga ditentukan oleh rasio arti-penting magnetiknya yang relatif tinggi (Lq > Ld).Karena arti-penting magnetiknya, motor IPM memiliki kemampuan untuk menghasilkan torsi dengan memanfaatkan komponen torsi magnetik dan keengganan motor.

Keuntungan Dari Motor Magnet Permanen Tanah Langka

Efisiensi tinggi: Kurva efisiensi motor asinkron umumnya turun lebih cepat di bawah 60% dari beban pengenal, dan efisiensinya sangat rendah pada beban ringan.Kurva efisiensi motor magnet permanen tanah jarang tinggi dan datar, dan berada di area efisiensi tinggi pada 20% ~ 120% dari beban pengenal.

Faktor daya tinggi: Nilai terukur dari faktor daya motor sinkron magnet permanen tanah jarang mendekati nilai batas 1,0.Kurva faktor daya setinggi dan sedatar kurva efisiensi.Faktor dayanya tinggi.Kompensasi daya reaktif tegangan rendah tidak diperlukan dan kapasitas sistem distribusi daya digunakan sepenuhnya.

Arus stator kecil: Rotor tidak memiliki arus eksitasi, daya reaktif berkurang, dan arus stator berkurang secara signifikan.Dibandingkan dengan motor asinkron dengan kapasitas yang sama, nilai arus stator dapat dikurangi 30% hingga 50%.Pada saat yang sama, karena arus stator sangat berkurang, kenaikan suhu motor berkurang, dan gemuk bantalan serta masa pakai bantalan diperpanjang.

Torsi out-of-step yang tinggi dan torsi pull-in: Motor sinkron magnet permanen tanah jarang memiliki torsi out-of-step dan torsi pull-in yang lebih tinggi, yang membuat motor memiliki kapasitas beban yang lebih tinggi dan dapat ditarik dengan mulus ke dalam sinkronisasi.

Kerugian Dari Motor Magnet Permanen Tanah Langka

Biaya tinggi: Dibandingkan dengan motor asinkron dengan spesifikasi yang sama, celah udara antara stator dan rotor lebih kecil, dan akurasi pemrosesan setiap komponen tinggi;struktur rotor lebih rumit dan harga bahan baja magnet tanah jarang tinggi;oleh karena itu, biaya pembuatan motor tinggi, yang umum untuk motor asinkron Sekitar 2 kali lipat.

Dampak besar pada start daya penuh: Saat start dengan tekanan penuh, kecepatan sinkron dapat ditarik dalam waktu yang sangat singkat.Guncangan mekanisnya besar.Arus awal lebih dari 10 kali arus pengenal.Dampak pada sistem catu daya besar, membutuhkan kapasitas sistem catu daya yang besar.

Baja magnet tanah jarang mudah mengalami demagnetisasi: Ketika bahan magnet permanen terkena getaran, suhu tinggi, dan arus berlebih, permeabilitas magnetiknya dapat menurun, atau terjadi fenomena demagnetisasi, yang mengurangi kinerja motor magnet permanen.

Berapa lama umur motor magnet permanen tanah jarang?Akankah magnet melemah dari waktu ke waktu?

Masa pakai motor magnet permanen umumnya 15-20 tahun, dan masa pakai motor terutama bergantung pada perawatan pengguna.

Selain itu, kualitas lingkungan penggunaan motor magnet permanen, dan faktor-faktor seperti listrik, magnet, panas, getaran, dan faktor lain yang diterima motor selama penggunaan akan memengaruhi masa pakai motor sinkron magnet permanen!

Magnet umum memiliki masa pakai.Ketika digunakan selama beberapa tahun, daya magnetnya akan melemah, tetapi sifat magnetik bahan magnet permanen NdFeB berubah sangat sedikit seiring waktu, dan magnet permanen tanah jarang berada dalam usia desain motor (10-20 tahun).

Pelemahan kinerja magnetik kurang dari 3%.Di bawah desain motor dan teknologi kontrol elektronik yang ada, dampaknya kecil pada performa motor secara keseluruhan.