Τριφασικός Ηλεκτροκινητήρας μόνιμου μαγνήτη

[Μαρκετάκης Ιωάννης]

Καλησπέρα

Θα παρακαλούσα τον οποιοδήποτε θα μπορούσε να μου δώσει κάποιες πληροφορίες για τους τριφασικούς 

ηλεκτροκινητήρες νέας γενιάς οι οποίοι χαρακτηρίζονται ως "permanent magnet", έχουν πολύ μεγάλες ροπές στρέψης 

σε πολύ χαμηλές στροφές ( σε αρκετές περιπτώσεις μιλάμε για 'απαλοιφή' της ανάγκης χρήσης μειωτήρα αφού ο κινητήρας μπορεί και αποδίδει την ροπή του σε περιστροφές της τάξεως των 250 στροφών!) και μπορούν να κοντρολάρονται μέσω Inverter. 

Σας ευχαριστώ εκ των προτέρων για τον χρόνο σας. 

 

 

[Μαρκετάκης Ιωάννης]

Επανέρχομαι στο θέμα με κάποιες πληροφορίες που βρήκα από το διαδίκτυο:

 

2nd of 3 technologies:
Permanent-magnet AC motors

One proliferating option, permanent magnet ac (PMAC) motors, has functionalities that partially overlap with those of both ac induction and servomotors for larger, higher-end applications requiring precisely metered torque, speed, or positioning.

In PMACs, magnets mounted on or embedded in the rotor couple with the motor's current-induced, internal magnetic fields generated by electrical input to the stator. More specifically, the rotor itself contains permanent magnets, which are either surface-mounted to the rotor lamination stack or embedded within the rotor laminations. As in common ac induction motors, electrical power is supplied through the stator windings.

Permanent-magnet fields are, by definition, constant and not subject to failure, except in extreme cases of magnet abuse and demagnetization by overheating. PMAC, PM synchronous, and brushless ac are synonymous terms.

 

Αυτό που δεν καταλαβαίνω είναι το εξής: Οι ΡΜ ηλεκτροκινητήρες συνδύάζουν στον ρότορα ή το στάτη, μαζί με τυλίγματα και μόνιμους μαγνήτες; 

Αν μπορεί κανείς να μου το εξηγήσει...

Και πάλι εχαριστώ. 

[Πέτρανθος]

Η τεχνολογία των ηλεκτρικών κινητήρων μόνιμων μαγνητών δεν είναι καθόλου νέα. Το "νέο" βρίσκεται στους μαγνήτες "νέας γενιάς", με καλύτερα χαρακτηριστικά και συμπεριφορά [πεδίο ανά μονάδα μάζας, σταθερότητα πεδίου κλπ.]. Η τεχνολογία αυτή, πράγματι επιτρέπει την κατασκευή μικρότερων μηχανών με μεγαλύτερη ισχύ, σε χαμηλότερες ταχύτητες [ακόμα και χωρίς γραναζοκίβωτιο] και με καλύτερο έλεγχο.

Τεχνολογικά, η συνηθέστερη σχεδίαση περιλαμβάνει τους μόνιμους μαγνήτες τοποθετημένους στον ρότορα και τα τυλίγματα στον στάτη [μπορεί να συμβεί και το ανάποδο, αν συντρέχει ικανός λόγος].

Τώρα, το ερώτημά σου είναι πολύ γενικό. Τι ακριβώς θέλεις να κάνεις; Προφανώς, δεν μπορεί να απαντηθούν όλες οι απορίες σου μονομιάς.

[asterios]

Νομίζω πως οι "οικιακού τύπου" κυκλοφορητές είναι ακριβώς τέτοιοι κινητήρες.

[AlexisPap]

Όχι στον στατη, μονο στον ροτορα, δες προσεχτηκά το κείμενο.

 

Επί της ουσϊας ειναι συχρονοι κινητηρες μονιμου μαγνήτη.

[Indusys]

Δες αυτό για να καταλάβεις τη λειτουργία των PM motors σχηματικά και απλοϊκά.

Έλπίζω να μην θεωρηθεί διαφήμιση.

 

Edited Αύγουστος 8 , 2014 by Indusys

[Μαρκετάκης Ιωάννης]

Κατ'αρχήν σας ευχαριστώ συνάδελφοι για την ανταπόκρισή σας στο ερώτημα.

 

Δηλαδή, αν κατάλαβα σωστά ο νεοτερισμός στους ΡΜ η/κινητήρες είναι τα υλικά κατασκευής των μαγνητών και όχι κάποιος συνδυασμός 

μαγνήτη και τυλίγματος μαζί. Η μεταβολή της συχνότητας της παρεχόμενης τάσης (Inverter) έχει να κάνει επίσης με την μεταβολή των στροφών, ή υπάρχει 

και άλλη παράμετρος για την μεταβολή της ισχύος σε έναν τέτοι κινητήρα; Το ρωτάω αυτό διότι σε παλαιότερες κατασκευές που χρησιμοποιούσαν σύγχρονους κινητήρες (με δακτυλιοφόρους - squirrel cage ) υπήρχε κιβώτιο αντιστάσεων. Τέτοια πράγματα εδώ δεν υπάρχουν έτσι δεν είναι;

[Indusys]

Αν εννοείς τις αντιστάσεις ''φρεναρίσματος'' του κινητήρα, τουλάχιστον σε PM κινητήρες ανελκυστήρων υπάρχουν.

Για να προστατευθεί το inverter κατά την πέδηση του κινητήρα.

[Μαρκετάκης Ιωάννης]

Όχι δεν εννοώ τις αντιστάσεις πέδησης αλλά τις αντιστάσεις οι οποίες δρουν σαν "ποτενσιόμετρο" και μέσω αυτών,

ελέγχονται οι στροφές του κινητήρα. Σε πολύ παλαιότερες κατασκευές, π.χ. λιμενικοί γερανοί, οι κινητήρες των βαρούλκων ή της πορείας του γερανού

ήταν τύπου "squirrel cage" σύγχρονοι κινητήρες με δακτυλιοφόρους στα τυλίγματα του ρότορα και η ταχύτητά τους ελέγχονταν μέσω σειρών αντιστάσεων. Έτσι, η "πρώτη ταχύτητα" έιχε όλες τις αντιστάσεις "οπλισμένες" ενώ η "τέταρτη ταχύτητα" στην ουσία παρέκαμπτε τις αντιστάσεις. Εδώ τέτοιες διατάξεις δεν υπάρχουν. Σωστά; Το Inverter εδώ δρα με τον ίδιο τρόπο ελέγχου των στροφών όπως και στον ασύγχρονο κινητήρα δηλ μετατροπή του AC σε DC και "ψαλίδισμα" και αντιστροφή του DC έτσι ώστε να πετύχουμε ένα εναλλασόμενο με μεταβλητή συχνότητα ή γίνεται κάτι άλλο;

 

Και κάτι άλλο. Η σχέση στροφών-ροπής για τους ΡΜ πως μεταβάλλεται; 

 

Και πάλι ευχαριστώ για το ενδιαφέρον σας

[Πέτρανθος]

Οι στροφές σε ένα σύγχρονο κινητήρα είναι εξορισμού ίσες [επί ένα σταθερό συντελεστή αναλογίας] με την συχνότητα της τάσης τροφοδοσίας [εξ ου και σύγχρονος]. Ο μόνο τρόπος αλλαγής ταχύτητας είναι η μεταβολή της συχνότητας τροφοδοσίας [ή των πόλων]. Το ίδιο ισχύει και για τις μηχανές μόνιμων μαγνητών. Αυτό που αναφέρεις ως "squirrel cage" είναι κατασκευαστικός τύπος ασύγχρονου κινητήρα.

 

Τώρα για τα υπόλοιπα που ρωτάς:

 

(α) Για τον έλεγχο της ταχύτητας, ροπής κλπ των ΡΜ κινητήρων, με μια διάταξη [αυτομάτου] ελέγχου μεταβάλλουμε τα χαρακτηριστικά τάσης, συχνότητας [ή και την κυματομορφή τροφοδοσίας, οποιοδήποτε σύγγραμμα σχετικά με ηλεκτρική κίνηση θα σου δώσει τις σχετικές βασικές πληροφορίες].

 

(β) Η ροπή (Τ) σε μια καλοσχεδιασμένη ΡΜ μηχανή , για διάφορες τάσεις και συχνότητες, είναι γενικά ανάλογη  της τάσης τροφοδότησης και αντιστρόφως ανάλογη της συχνότητας. Δηλαδή, T=kxU/ω [k: μια σταθερά αναλογίας που εξαρτάται από τα ηλεκτρικά και μηχανολογικά χαρακτηριστικά της μηχανής].

 

Πάντως, αν οι απορίες σου πηγάζουν από κάποιο συγκεκριμένο πρόβλημα/εφαρμογή, μπορείς να στείλεις πμ.