Область применения электродвигателя

Среди различных типов электродвигателей наибольшее распространение получил асинхронный двигатель переменного тока (также известный как асинхронный двигатель). Он удобен в эксплуатации, надежен в работе,-экономичен и имеет прочную конструкцию, но имеет относительно низкий коэффициент мощности и сложную регулировку скорости. Для приложений с высокой-мощностью и низкой-скоростью обычно используются синхронные двигатели (см. синхронный двигатель). Синхронные двигатели не только обладают высоким коэффициентом мощности, но и поддерживают скорость, независимую от величины нагрузки, определяемой исключительно частотой сети. Они работают с большей стабильностью. В сценариях, требующих регулирования скорости в широком-диапазоне, часто используются двигатели постоянного тока. Однако они имеют коммутаторы, сложную конструкцию, высокую стоимость и трудности с обслуживанием, что делает их непригодными для суровых условий эксплуатации. С 1970-х годов достижения в области силовой электроники привели к развитию технологии регулирования скорости двигателей переменного тока, что позволило снизить затраты на оборудование и обеспечить ее широкое внедрение. Номинальная мощность двигателя означает максимальную механическую мощность, которую он может выдерживать при определенных рабочих циклах (непрерывная, кратковременная-или периодическая работа) без перегрева, а рабочие параметры должны соответствовать характеристикам, указанным на паспортной табличке. Во время работы важно, чтобы характеристики нагрузки соответствовали характеристикам двигателя, чтобы предотвратить разгон или опрокидывание. Электродвигатели имеют широкий диапазон мощности: от милливатт до мегаватт. Их эксплуатация и управление очень удобны и обеспечивают возможность самозапуска, ускорения, торможения, реверса и удержания. Обычно выходная мощность двигателя изменяется в зависимости от скорости вращения во время регулирования скорости.

Высокоэффективные двигатели-могут заменить двигатели серии JO2 асинхронными двигателями переменного тока серии Y без существенных ограничений по типам двигателей. Таким образом, все приложения, в которых используются асинхронные двигатели переменного тока, могут быть заменены двигателями серии Y. Рыночный потенциал двигателей серии Yx ограничен их мощностью. В принципе, асинхронные двигатели переменного тока мощностью ниже 90 кВт можно заменить высокоэффективными двигателями серии Yx. Установленная мощность асинхронных двигателей переменного тока мощностью менее 90 кВт составляет примерно 30% от общей мощности асинхронных двигателей переменного тока.

В течение последнего десятилетия китайское правительство стремилось продвигать технологию регулирования скорости двигателя, которая в той или иной степени была принята в различных отраслях. Согласно выборочным исследованиям, проведенным в таких секторах, как нефть, энергетика, строительные материалы, сталь, цветные металлы, уголь, химическая промышленность, производство бумаги и текстильная промышленность, нефтяная промышленность, промышленность строительных материалов и химическая промышленность добились относительно лучшего применения регулирования скорости двигателя. Среди 400 миллионов кВт нагрузок двигателя примерно 50% испытывают колебания нагрузки, причем 30% этих колебаний можно устранить с помощью регулирования скорости двигателя. Таким образом, если рассматривать только емкость рынка, существует потенциальный рынок для электродвигателей с регулируемой скоростью-мощностью около 60 кВт. Общая установленная мощность различных двигателей в Китае превысила 400 миллионов кВт, при этом на асинхронные двигатели приходится около 90 %, на двигатели малого и среднего-размера – примерно 80 %, а на двигатели, приводящие в движение вентиляторы, насосы, компрессоры и аналогичное оборудование, общая мощность составляет около 130 миллионов кВт. Двигатели малого и среднего размера-теперь включают более 152 серий, 842 типа и более 4000 спецификаций. В последние годы соответствующие ведомства, такие как машиностроительная промышленность, активно продвигали усилия по энергосбережению двигателей, организуя исследовательские институты и предприятия для проектирования и разработки различных энергосберегающих двигателей.- Были приняты нормативные меры по поэтапному отказу от 63 моделей двигателей с высоким-энергопотреблением-и развитию 24 моделей двигателей,-сберегающих энергию, что позволило добиться определенных результатов. Эти энергосберегающие продукты-в основном разделены на две категории: одна — это двигатели с высоким-эффективным двигателем, предназначенные для повышения эффективности двигателя, а другая — двигатели с-регулированием скорости.

Бесщеточный двигатель постоянного тока состоит из корпуса двигателя и приводного устройства, что делает его типичным электромеханическим интегрированным продуктом. Обмотки статора двигателя в основном соединены в трехфазную симметричную звезду, что очень похоже на трехфазный асинхронный двигатель. Ротор двигателя оснащен постоянно намагниченными магнитами. Для определения полярности ротора двигателя внутри двигателя установлен датчик положения. Приводной блок состоит, среди прочего, из силовых электронных устройств и интегральных схем, и его функции включают в себя: получение сигналов пуска, остановки и торможения от двигателя для управления его работой; прием сигналов датчика положения и сигналов прямого/обратного хода для регулирования переключения силовых ламп в инверторном мосту, тем самым генерируя постоянный крутящий момент; получение команды скорости и сигналов обратной связи для управления и регулировки скорости вращения; и обеспечение функций защиты и отображения, среди прочего.

Поскольку бесщеточные двигатели постоянного тока работают в режиме самоуправления-, они не требуют дополнительных пусковых обмоток на роторе, как синхронные двигатели с регулируемой частотой вращения, а также не испытывают колебаний или скачков во время изменения нагрузки. Для бесщеточных двигателей постоянного тока средней и малой-мощности постоянные магниты обычно изготавливаются из высоко-магнитных-редкоземельных-земельных, неодимовых, железо-борных материалов (Nd-Fe-B). В результате бесщеточные двигатели с редкоземельными-постоянными магнитами имеют размер корпуса на один меньший, чем трехфазные асинхронные двигатели той же мощности. За последние три десятилетия исследования в области регулирования частоты вращения асинхронных двигателей были в основном сосредоточены на поиске способов управления их крутящим моментом. Бесщеточные двигатели постоянного тока с редкоземельными-постоянными магнитами, несомненно, продемонстрируют преимущества в регулировании скорости благодаря широкому диапазону скоростей, компактным размерам, высокому КПД и минимальной погрешности скорости в установившемся-состоянии. Бесщеточные двигатели постоянного тока, унаследовавшие характеристики коллекторных двигателей постоянного тока и одновременно функционирующие как устройства преобразования частоты, также известны как преобразователи частоты постоянного тока, а международно-признанный термин — BLDC. С точки зрения эксплуатационной эффективности, низкого-крутящего момента и точности скорости бесщеточные двигатели постоянного тока превосходят любой преобразователь частоты с технологией управления, что делает их достойными внимания отрасли. Продукт уже производится с мощностью, превышающей 55 кВт, и может быть рассчитан на мощность до 400 кВт, что отвечает промышленным потребностям в энергосбережении и высокопроизводительных приводных решениях.