Sužadinimo varikliai (taip pat žinomi kaip "elektriniai žadinimo varikliai") ir nuolatinio magneto varikliai yra du pagrindiniai elektros variklių tipai, klasifikuojami pagal magnetinio lauko generavimo metodus. Yra didelių skirtumų tarp šių dviejų magnetinio lauko šaltinių, konstrukcijos konstrukcijos, veikimo charakteristikų ir taikomų scenarijų. Toliau pateikiama išsami lyginamoji trijų aspektų analizė: pagrindinės charakteristikos, pagrindiniai skirtumai ir taikomi scenarijai, padedantys išsiaiškinti esminius skirtumus ir jų taikymo logiką.
1.Pagrindinė savybė: išanalizuokite esmines dviejų tipų variklių savybes atskirai
(1) Sužadinimo variklis (elektrinis žadinimo variklis): „Išorinis maitinimo šaltinis sukuria magnetinį lauką“
Sužadinimo variklio magnetinis laukas sukuriamas įjungiant žadinimo apviją (ritę), o ne pasikliaujant nuolatiniais magnetais. Pagrindinės jo savybės sukasi aplink „reguliuojamą magnetinį lauką“:
Magnetinio lauko šaltinis
Norint generuoti elektromagnetinį lauką kaip pagrindinį variklio magnetinį lauką, perduodant nuolatinę srovę į rotoriaus/statoriaus sužadinimo apviją, reikalinga papildoma „žadinimo sistema“ (įskaitant žadinimo apviją, žadinimo maitinimo šaltinį, reguliatorių).
01
Struktūrinis sudėtingumas
Rotoriaus pusėje paprastai yra sužadinimo apvija, kuriai reikalingas išorinio maitinimo šaltinio ir besisukančios apvijos srovės perdavimas per slydimo žiedus ir anglinius šepetėlius (arba bešepetines sužadinimo konstrukcijas) (bešepetėlių konstrukcijos gali sumažinti susidėvėjimą, tačiau konstrukcija yra sudėtingesnė); Sužadinimo srovei reguliuoti reikalingas žadinimo valdiklis.
02
Veikimo lankstumas
Magnetinio lauko stiprumą galima tiksliai reguliuoti keičiant sužadinimo srovę, taip lanksčiai valdant variklio greitį, sukimo momentą ir išėjimo įtampą (pvz., generatorius gali stabiliai išvesti įtampą, o variklis gali pasiekti platų greičio reguliavimo diapazoną); Sužadinimą galima dinamiškai reguliuoti pagal apkrovos reikalavimus, siekiant optimizuoti efektyvumą skirtingomis eksploatavimo sąlygomis (pvz., sumažinti žadinimo srovę ir sumažinti nuostolius esant nedidelėms apkrovoms).
03
Nuostoliai ir priežiūra
Yra „sužadinimo nuostoliai“ (vario nuostoliai, kuriuos sukelia sužadinimo apvijos įtampa), o bendras efektyvumas yra šiek tiek mažesnis nei tos pačios galios nuolatinių magnetų variklių; Jei naudojama anglinio šepetėlio konstrukcija su slydimo žiedu, anglinis šepetėlis yra linkęs nusidėvėti, jį reikia reguliariai keisti ir prižiūrėti, todėl gali kilti kibirkščių (netinka sprogimui atspariems scenarijams).
04
Išlaidų charakteristikos
Nereikia naudoti nuolatinio magneto medžiagų, išvengiant didelių retųjų žemių nuolatinių magnetų kainų svyravimų rizikos, o didelės{0}}galios modelių (pvz., megavatų lygio) medžiagų kainos pranašumas yra akivaizdesnis; Tačiau dėl sužadinimo sistemos ir sudėtingos struktūros mažos ir vidutinės galios modelių bendra kaina gali būti didesnė nei variklių su nuolatiniais magnetais.
05
(2) Nuolatinio magneto variklis: "Nuolatiniai magnetai turi savo magnetinį lauką"
Pagrindinį nuolatinio magneto variklio magnetinį lauką užtikrina nuolatiniai magnetai, tokie kaip neodimio geležies boras, samariumo kobaltas ir feritas, nereikalaujant išorinės sužadinimo srovės. Pagrindinės jo savybės yra „struktūrinis supaprastinimas ir efektyvumas“:
① Magnetinio lauko šaltinis:Priklausomai nuo nuolatiniams magnetams būdingo magnetizmo (nuolatiniai magnetai ilgą laiką palaiko magnetinį lauką po įmagnetinimo be papildomo maitinimo šaltinio), pagrindinio magnetinio lauko stiprumą lemia nuolatinių magnetų medžiagos savybės.
② Struktūros paprastumas:Rotoriaus pusėje nėra sužadinimo apvijos, slydimo žiedo ir anglies šepetėlio (pagrindinė kryptis yra „sinchroninis nuolatinio magneto variklis“, o rotoriuje yra tik nuolatiniai magnetai), todėl konstrukcija yra kompaktiškesnė, mažesnės dydžio ir lengvesnė; Nereikia jokios žadinimo sistemos, o valdymo sistema gana paprasta (reikia valdyti tik armatūros srovę, nereguliuojant žadinimo).
③ Našumo stabilumas:Nėra žadinimo nuostolių, didelis darbo efektyvumas (ypač mažos ir vidutinės galios modeliuose efektyvumas yra 5% -15% didesnis nei tų pačių specifikacijų žadinimo variklių); Magnetinio lauko stiprumą lemia būdingos nuolatinio magneto charakteristikos ir jo negalima dinamiškai reguliuoti (išėjimą reikia netiesiogiai reguliuoti naudojant armatūros srovės vektoriaus valdymą, o greičio diapazoną riboja valdymo strategija); Kyla nuolatinio magneto išmagnetinimo pavojus: aukšta temperatūra, stipri vibracija ir per didelė armatūros srovė gali sukelti nuolatinio magneto magnetinį slopinimą arba nuolatinį išmagnetinimą, o tai gali turėti įtakos variklio eksploatavimo trukmei.
④ Susidėvėjimas ir priežiūra:Nėra anglies šepetėlio susidėvėjimo problemos, ilgas priežiūros ciklas (reikia tik įprastinės patikros, nereikia dažnai keisti pažeidžiamų dalių); Nesužadinami vario, geležies ir mechaniniai nuostoliai yra pagrindiniai nuostolių šaltiniai, o efektyvumo pranašumas yra didesnis esant mažam-greičiui, esant mažoms apkrovoms.
⑤ Išlaidų charakteristikos:Remiantis retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagomis (pvz., neodimio geležies boru), medžiagų kaina sudaro didelę dalį (apie 30–50 %), o retųjų žemių kainų svyravimai tiesiogiai paveiks variklių kainą; Supaprastinus konstrukciją, sumažėja gamybos ir surinkimo sąnaudos, o bendros mažos ir vidutinės galios modelių sąnaudos (pvz., kW lygis) gali būti mažesnės nei žadinimo variklių.
2.Pagrindinių skirtumų palyginimas: aiškus diferencijavimas lentelės formatu
| Matmenų palyginimas | Sužadinimo variklis (elektrinis sužadinimas) | Nuolatinio magneto variklis (sinchroninis / asinchroninis nuolatinis magnetas) |
| Magnetinio lauko generavimo metodas | Įjungta žadinimo apvija (reikia išorinio sužadinimo maitinimo šaltinio) | Nuolatiniams magnetams būdingas magnetizmas (po įmagnetinimo nereikia maitinimo šaltinio) |
| Pagrindinė struktūra | Įskaitant sužadinimo apviją, slydimo žiedą / anglinį šepetį (arba sužadinimą be šepetėlių), sužadinimo valdiklį | Su nuolatiniu magnetu (rotoriumi), be sužadinimo apvijos ir slydimo žiedo / anglies šepečio |
| Magnetinio lauko reguliavimas | Galima tiksliai reguliuoti per sužadinimo srovę (lankstus) | Nereguliuojamas (priklauso nuo nuolatinio magneto charakteristikų, reikalingas netiesioginis reguliavimas naudojant vektorinį valdymą) |
| Efektyvumo lygis | Mažesnis (su sužadinimo nuostoliais), geresnis efektyvumas didelės{0}}galios veikimo sąlygomis | Didelis (nėra sužadinimo nuostolių), reikšmingi mažos ir vidutinės galios/lengvos apkrovos efektyvumo pranašumai |
| Techninės priežiūros reikalavimai | Aukštas (anglies šepetėlį reikia reguliariai keisti, žadinimo sistemą reikia prižiūrėti) | Žemas (nėra pažeidžiamų dalių, reikalinga tik įprastinė priežiūra) |
| Išlaidų struktūra | Mažos medžiagų sąnaudos (be nuolatinių magnetų), didelės konstrukcijos / valdymo sąnaudos | Didelė medžiagų kaina (retųjų žemių nuolatinis magnetas), mažos konstrukcijos / valdymo sąnaudos |
| Aplinkos prisitaikymas | Slydimo žiedo struktūra gali kibirkščiuoti (netinka sprogimui{0}}atsparumo / dulkių atveju) | Nėra kibirkšties pavojaus (taikoma sprogimui{0}}atsparioje ir švarioje aplinkoje) |
| Išmagnetinimo pavojus | Ne (magnetinis laukas sukuriamas srovės, išnyksta nutrūkus maitinimui) | Taip (aukšta temperatūra, stipri vibracija, per didelė srovė gali išmagnetinti nuolatinius magnetus) |
3. Taikomas scenarijus: suderinkite optimalų pasirinkimą pagal paklausą
(1) Sužadinimo variklis: tinkamas „didelės galios, stipraus reguliavimo, mažų sąnaudų svyravimų“ poreikiams.
①Didelio masto energijos gamybos sistemoms, tokioms kaip šiluminiai / hidroelektriniai generatoriai (MW lygis) ir vėjo turbinos (dvigubo maitinimo asinchroniniai modeliai), reikalauja stabilios išėjimo įtampos ir gali prisitaikyti prie tinklo apkrovos pokyčių reguliuojant sužadinimą.
② Sunkioji pramoninė pavara: pvz., kasybos trupintuvai, didelės plieno gamyklos ir laivų varomieji varikliai (didelė galia, didelis sukimo momentas, reikalaujantis plataus greičio reguliavimo diapazono, o didelė retųjų žemių sąnaudų dalis yra neekonomiška)
③ Žemos įtampos ir didelės srovės scenarijai: pavyzdžiui, nuolatinės srovės varikliai elektrolitinio aliuminio pramonėje, kurie gali tiksliai valdyti sukimo momentą reguliuodami sužadinimą ir išvengti nuolatinių magnetų išmagnetinimo esant didelėms srovėms.
④ Scenarijai, kurie yra jautrūs sąnaudoms ir neturi priežiūros apribojimų, pvz., tradiciniai pramoniniai ventiliatoriai ir vandens siurbliai (kurie nereikalauja didelio efektyvumo ir gali būti reguliariai prižiūrimi anglies šepetėliu).
(2) Nuolatinio magneto variklis: tinka "didelio efektyvumo, mažai priežiūros ir kompaktiškos erdvės" poreikiams.
① Naujos energijos transporto priemonės pavara: pvz., varomieji varikliai, skirti grynai elektra varomoms transporto priemonėms ir hibridinėms transporto priemonėms (reikalingas didelis galios tankis, didelis efektyvumas, ribota erdvė / svoris ir nereikia priežiūros).
②Pramoninės servosistemos: pvz., robotų jungtys, tikslūs staklių velenai (reikalingas didelis -tikslus greičio reguliavimas, maža vibracija, o nuolatinio magneto varikliai yra labiau jautrūs ir maži nuostoliai).
③Buitiniai / komerciniai prietaisai: tokie kaip oro kondicionavimo kompresoriai, skalbimo mašinų varikliai, dronų varikliai (mažos ir vidutinės galios, didelio efektyvumo, gali sumažinti energijos sąnaudas, o naudotojai netoleruoja priežiūros).
④Ypatingos aplinkosaugos priemonės: pvz., medicininė įranga (MRT įrangos varikliai), atsparūs sprogimui{0}} dirbtuvių varikliai (be kibirkščių, nereikalaujantys priežiūros, tinkami švariai / pavojingai aplinkai).
⑤ Maža energijos gamyba iš atsinaujinančių energijos šaltinių, tokių kaip maži fotovoltiniai keitikliai ir nešiojamieji generatoriai (didelis efektyvumas gali pagerinti energijos panaudojimą, kompaktišką konstrukciją lengva įdiegti).
4. Santrauka
(1) Sužadinimo variklio pasirinkimas:Kai reikia „didelės galios, stipraus magnetinio lauko reguliavimo ir retųjų žemių kainų rizikos“, o tam tikras priežiūros lygis yra priimtinas (pavyzdžiui, didelio masto{0}}pramonės ir energijos gamybos laukuose), žadinimo variklis yra praktiškesnis pasirinkimas.
(2) Nuolatinių magnetų variklių pasirinkimas:Kai paklausa yra „didelio efektyvumo, mažai priežiūros, mažo dydžio/lengvo svorio“ ir didelė tolerancija sąnaudų svyravimams (pvz., naujos energetikos, tikslios gamybos ir buitinės įrangos srityse), nuolatinio magneto varikliai turi daugiau privalumų.
Abiejų technologinių pakartojimų kryptis taip pat aiški: žadinimo varikliai vystosi link „bešepetėlių“ (mažina techninę priežiūrą) ir „efektyvią sužadinimo valdymą“, o nuolatinių magnetų varikliai veržiasi link „retųjų žemių nuolatinių magnetų medžiagų“ (mažina sąnaudas) ir „atsparumą aukštai temperatūrai ir išmagnetinimui“ (gerina patikimumą).
