Ve srovnání s tradičními elektrickými budicími motory mají motory s permanentními magnety, zejména motory s permanentními magnety vzácných zemin, jednoduchou konstrukci a spolehlivý provoz.Malý objem a nízká hmotnost;Nízká ztráta a vysoká účinnost;Tvar a velikost motoru mohou být flexibilní a rozmanité.Proto je rozsah použití extrémně široký, téměř ve všech oblastech letectví, národní obrany, průmyslové a zemědělské výroby a každodenního života.Níže jsou uvedeny hlavní vlastnosti a aplikace několika typických motorů s permanentními magnety.
1. Ve srovnání s tradičními generátory nepotřebují synchronní generátory s permanentními magnety vzácných zemin sběrací kroužky a kartáčová zařízení, mají jednoduchou konstrukci a sníženou poruchovost.Permanentní magnet ze vzácných zemin může také zvýšit magnetickou hustotu vzduchové mezery, zvýšit otáčky motoru na optimální hodnotu a zlepšit poměr výkonu k hmotnosti.Generátory permanentních magnetů ze vzácných zemin se téměř všechny používají v současných generátorech letectví a kosmonautiky.Jeho typickými produkty jsou 150 kVA 14pólové 12 000 ot./min ~ 21 000 ot./min. a 100 kVA 60 000 ot./min. kobaltové synchronní generátory s permanentními magnety ze vzácných zemin vyráběné General Electric Company of America.První motor s permanentními magnety ze vzácných zemin vyvinutý v Číně je generátor s permanentními magnety o výkonu 3 kW a 20 000 ot./min.
Generátory s permanentními magnety se také používají jako pomocné budiče pro velké turbogenerátory.V 80. letech 20. století Čína úspěšně vyvinula největší světový pomocný budič s permanentními magnety ze vzácných zemin s kapacitou 40 kVA～160 kVA a vybavený turbogenerátory o výkonu 200 MW ~ 600 MW, což výrazně zlepšilo spolehlivost provozu elektrárny.
V současnosti se postupně popularizují malé generátory poháněné spalovacími motory, generátory s permanentními magnety pro vozidla a malé větrné generátory s permanentními magnety přímo poháněné větrnými koly.
2. Vysoce účinný synchronní motor s permanentním magnetem Ve srovnání s indukčním motorem nepotřebuje synchronní motor s permanentním magnetem jalový budicí proud, což může výrazně zlepšit účiník (až 1 nebo dokonce kapacitní), snížit proud statoru a ztrátu odporu statoru, a během stabilního provozu nedochází k žádné ztrátě mědi rotoru, čímž se snižuje ventilátor (malokapacitní motor může dokonce ventilátor odstranit) a odpovídající ztráta třením větrem.Ve srovnání s indukčním motorem stejné specifikace lze účinnost zvýšit o 2 ~ 8 procentních bodů.Synchronní motor s permanentními magnety si navíc může udržet vysokou účinnost a účiník v rozsahu jmenovitého zatížení 25 % ~ 120 %, díky čemuž je efekt úspory energie pozoruhodnější při provozu při nízké zátěži.Obecně je tento druh motoru vybaven spouštěcím vinutím na rotoru, které má schopnost přímo startovat při určité frekvenci a napětí.V současnosti se používá především v ropných polích, textilním a chemickém průmyslu vláken, keramickém a sklářském průmyslu, ventilátorech a čerpadlech s dlouhou roční dobou provozu atd.
Synchronní motor s permanentními magnety NdFeB s vysokou účinností a vysokým rozběhovým momentem nezávisle vyvinutý naší zemí může vyřešit problém „velkého koňského povozu“ v aplikaci na ropná pole.Počáteční moment je o 50 % ~ 100 % větší než u indukčního motoru, který může nahradit indukční motor větším základním číslem, a míra úspory energie je asi 20 %.
V textilním průmyslu je zatěžovací moment setrvačnosti velký, což vyžaduje vysoký tahový moment.Rozumný návrh koeficientu úniku naprázdno, poměr vyčnívajících pólů, odpor rotoru, velikost permanentního magnetu a otáčky vinutí statoru synchronního motoru s permanentními magnety může zlepšit trakční výkon motoru s permanentním magnetem a podpořit jeho použití v nových textilních a chemických vláken průmyslu.
Ventilátory a čerpadla používaná ve velkých elektrárnách, dolech, ropném, chemickém a jiném průmyslu jsou velkými spotřebiteli energie, ale účinnost a účiník motorů používaných v současnosti jsou nízké.Použití permanentních magnetů NdFeB nejen zlepšuje účinnost a účiník, šetří energii, ale má také bezkartáčovou strukturu, která zlepšuje spolehlivost provozu.V současnosti je 1 120kW synchronní motor s permanentními magnety nejvýkonnějším asynchronním startovacím vysoce účinným motorem s permanentními magnety ze vzácných zemin.Jeho účinnost je vyšší než 96,5 % (stejná specifikace účinnosti motoru je 95 %) a jeho účiník je 0,94, což může nahradit běžný motor s 1 ~ 2 výkonovými třídami většími, než je on.
3. Střídavý servomotor s permanentním magnetem a bezkartáčový stejnosměrný motor s permanentním magnetem nyní stále více využívají napájecí zdroj s proměnnou frekvencí a střídavý motor k vytvoření systému řízení rychlosti střídavého proudu namísto systému řízení rychlosti stejnosměrného motoru.U střídavých motorů si rychlost synchronního motoru s permanentními magnety udržuje konstantní vztah s frekvencí napájení během stabilního provozu, takže může být přímo použit v systému řízení rychlosti s proměnnou frekvencí v otevřené smyčce.Tento druh motoru se obvykle spouští postupným zvyšováním frekvence frekvenčního měniče.Na rotoru není nutné nastavovat startovací vinutí a odpadá kartáč a komutátor, takže údržba je pohodlná.
Samosynchronní motor s permanentními magnety se skládá ze synchronního motoru s permanentními magnety napájeného frekvenčním měničem a systémem řízení polohy rotoru s uzavřenou smyčkou, který má nejen vynikající výkon regulace otáček elektricky buzeného stejnosměrného motoru, ale také realizuje bezkomutátorový.Používá se hlavně v případech s vysokou přesností a spolehlivostí řízení, jako je letectví, kosmonautika, CNC obráběcí stroje, obráběcí centra, roboty, elektrická vozidla, počítačové periferie atd.
V současné době byl vyvinut NdFeB synchronní motor a pohonný systém s permanentními magnety se širokým rozsahem otáček a převodovým poměrem výkonu Gao Heng s poměrem otáček 1:22 500 a mezními otáčkami 9 000 ot/min.Charakteristiky vysoké účinnosti, malých vibrací, nízké hlučnosti a vysoké hustoty točivého momentu motoru s permanentními magnety jsou nejideálnějšími motory v elektrických vozidlech, obráběcích strojích a dalších hnacích zařízeních.
S neustálým zlepšováním životní úrovně lidí jsou požadavky na domácí spotřebiče stále vyšší a vyšší.Například domácí klimatizace je nejen velkým spotřebičem energie, ale také hlavním zdrojem hluku.Jeho vývojovým trendem je použití bezkomutátorového stejnosměrného motoru s permanentními magnety s plynulou regulací otáček.Dokáže se automaticky nastavit na vhodnou rychlost podle změny teploty v místnosti a běží po dlouhou dobu, snižuje hluk a vibrace, díky čemuž se lidé cítí pohodlněji a šetří 1/3 elektřiny ve srovnání s klimatizací bez regulace rychlosti.Ostatní ledničky, pračky, lapače prachu, ventilátory atd. postupně přecházejí na bezkomutátorové stejnosměrné motory.
4. DC motor s permanentním magnetem DC motor přijímá buzení permanentním magnetem, které si nejen zachovává dobré charakteristiky regulace rychlosti a mechanické vlastnosti elektricky buzeného DC motoru, ale má také vlastnosti jednoduché konstrukce a technologie, malý objem, nízká spotřeba mědi, vysoká účinnost atd. protože odpadá budicí vinutí a ztráta buzení.Proto jsou stejnosměrné motory s permanentními magnety široce používány od domácích spotřebičů, přenosných elektronických zařízení, elektrického nářadí až po přesné přenosové systémy rychlosti a polohy, které vyžadují dobrý dynamický výkon.Mezi mikro stejnosměrnými motory pod 50 W tvoří motory s permanentními magnety 92 %, zatímco motory pod 10 W tvoří více než 99 %.
V současné době se čínský automobilový průmysl rychle rozvíjí a automobilový průmysl je největším uživatelem motorů s permanentními magnety, které jsou klíčovými součástmi automobilů.V ultraluxusním autě je více než 70 motorů s různými účely, z nichž většinu tvoří nízkonapěťové stejnosměrné mikromotory s permanentním magnetem.Při použití permanentních magnetů a planetových převodů NdFeB ve spouštěcích motorech pro automobily a motocykly může být kvalita startérů snížena na polovinu.
Klasifikace motorů s permanentními magnety
Existuje mnoho druhů permanentních magnetů.Podle funkce motoru jej lze zhruba rozdělit do dvou kategorií: generátor s permanentními magnety a motor s permanentními magnety.
Motory s permanentními magnety lze rozdělit na stejnosměrné motory s permanentními magnety a střídavé motory s permanentními magnety.Střídavý motor s permanentními magnety se týká vícefázového synchronního motoru s rotorem s permanentním magnetem, takže se často nazývá synchronní motor s permanentními magnety (PMSM).
Stejnosměrné motory s permanentními magnety lze rozdělit na bezkomutátorové stejnosměrné motory s permanentními magnety a bezkomutátorové stejnosměrné motory s permanentními magnety (BLDCM), pokud jsou klasifikovány podle toho, zda existují elektrické spínače nebo komutátory.
V dnešní době se ve světě velmi rozvíjí teorie a technologie moderní výkonové elektroniky.S příchodem výkonových elektronických zařízení, jako jsou MOSFET, IGBT a MCT, doznala řídicí zařízení zásadních změn.Od doby, kdy F. Blaceke v roce 1971 předložil princip vektorového řízení střídavého motoru, vývoj technologie vektorového řízení zahájil novou éru řízení střídavých servopohonů a neustále byly vytlačovány různé vysoce výkonné mikroprocesory, což dále urychlilo vývoj AC servosystému místo DC servosystému.Je nevyhnutelným trendem, že AC-I servosystém nahrazuje DC servosystém.Synchronní motor s permanentními magnety (PMSM) se sinusovým zadním emf a bezkomutátorový stejnosměrný motor (BLIX~) s lichoběžníkovým zadním emf se jistě stanou hlavním proudem vývoje vysoce výkonného střídavého servosystému díky svému vynikajícímu výkonu.