1970-იან წლებში იშვიათმიწა მუდმივი მაგნიტური მასალების განვითარებასთან ერთად, გაჩნდა იშვიათმიწა მუდმივი მაგნიტური ძრავები. მუდმივი მაგნიტური ძრავები აგზნებისთვის იყენებენ იშვიათმიწა მუდმივ მაგნიტებს, ხოლო მუდმივ მაგნიტებს შეუძლიათ მაგნიტიზაციის შემდეგ მუდმივი მაგნიტური ველების გენერირება. მისი აგზნების მახასიათებლები შესანიშნავია და სტაბილურობის, ხარისხისა და დანაკარგების შემცირების თვალსაზრისით ის აღემატება ელექტრო აგზნების ძრავებს, რამაც შეარყია ტრადიციული ძრავების ბაზარი.

ბოლო წლებში, თანამედროვე მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სწრაფ განვითარებასთან ერთად, ელექტრომაგნიტური მასალების, განსაკუთრებით იშვიათმიწა ელექტრომაგნიტური მასალების, მუშაობა და ტექნოლოგია თანდათან გაუმჯობესდა. ენერგეტიკული ელექტრონიკის, ენერგიის გადაცემის ტექნოლოგიისა და ავტომატური მართვის ტექნოლოგიის სწრაფ განვითარებასთან ერთად, მუდმივი მაგნიტური სინქრონული ძრავების მუშაობა სულ უფრო და უფრო უმჯობესდება.

გარდა ამისა, მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონულ ძრავებს აქვთ მსუბუქი წონა, მარტივი სტრუქტურა, მცირე ზომა, კარგი მახასიათებლები და მაღალი სიმძლავრის სიმკვრივე. მრავალი სამეცნიერო-კვლევითი დაწესებულება და საწარმო აქტიურად ახორციელებს მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონული ძრავების კვლევასა და განვითარებას და მათი გამოყენების სფეროები კიდევ უფრო გაფართოვდება.

1. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის განვითარების საფუძველი

ა. მაღალი ხარისხის იშვიათმიწა მუდმივი მაგნიტური მასალების გამოყენება

იშვიათმიწა მუდმივი მაგნიტის მასალებმა სამი ეტაპი გაიარეს: SmCo5, Sm2Co17 და Nd2Fe14B. ამჟამად, NdFeB-ით წარმოდგენილი მუდმივი მაგნიტის მასალები იშვიათმიწა მუდმივი მაგნიტის მასალების ყველაზე ფართოდ გამოყენებად სახეობად იქცა მათი შესანიშნავი მაგნიტური თვისებების გამო. მუდმივი მაგნიტის მასალების განვითარებამ მუდმივი მაგნიტის ძრავების განვითარება განაპირობა.

ელექტრო აგზნების მქონე ტრადიციულ სამფაზიან ინდუქციურ ძრავასთან შედარებით, მუდმივი მაგნიტი ცვლის ელექტრო აგზნების პოლუსს, ამარტივებს სტრუქტურას, გამორიცხავს როტორის მოცურების რგოლსა და ჯაგრისს, უზრუნველყოფს უჯაგრისო სტრუქტურას და ამცირებს როტორის ზომას. ეს აუმჯობესებს ძრავის სიმძლავრის სიმკვრივეს, ბრუნვის მომენტის სიმკვრივეს და მუშაობის ეფექტურობას, ძრავას უფრო პატარას და მსუბუქს ხდის, რაც კიდევ უფრო აფართოებს მისი გამოყენების არეალს და ხელს უწყობს ელექტროძრავების განვითარებას უფრო მაღალი სიმძლავრისკენ.

ბ. ახალი კონტროლის თეორიის გამოყენება

ბოლო წლებში მართვის ალგორითმები სწრაფად განვითარდა. მათ შორის, ვექტორული მართვის ალგორითმებმა პრინციპულად გადაჭრეს ცვლადი დენის ძრავების მართვის სტრატეგიის პრობლემა, რამაც ცვლადი დენის ძრავებს კარგი მართვის მახასიათებლები მისცა. პირდაპირი ბრუნვის მომენტის მართვის გაჩენა მართვის სტრუქტურას ამარტივებს და ახასიათებს პარამეტრების ცვლილებებისა და ბრუნვის მომენტის დინამიური რეაგირების სიჩქარის ძლიერი წრედის მახასიათებლები. არაპირდაპირი ბრუნვის მომენტის მართვის ტექნოლოგია წყვეტს დაბალი სიჩქარით პირდაპირი ბრუნვის მომენტის დიდი ბრუნვის პულსაციის პრობლემას და აუმჯობესებს ძრავის სიჩქარეს და მართვის სიზუსტეს.

გ. მაღალი წარმადობის ელექტრონულ მოწყობილობებსა და პროცესორებში გამოყენება

თანამედროვე ელექტრონიკის ტექნოლოგია წარმოადგენს მნიშვნელოვან ინტერფეისს საინფორმაციო ინდუსტრიასა და ტრადიციულ ინდუსტრიებს შორის და ხიდს სუსტ და კონტროლირებულ ძლიერ დენს შორის. ელექტრონიკის ტექნოლოგიის განვითარება საშუალებას იძლევა რეალიზდეს ამძრავის მართვის სტრატეგიები.

1970-იან წლებში გამოჩნდა ზოგადი დანიშნულების ინვერტორების სერია, რომლებსაც შეეძლოთ სამრეწველო სიხშირის სიმძლავრის გარდაქმნა ცვლადი სიხშირის სიმძლავრედ უწყვეტად რეგულირებადი სიხშირით, რითაც ქმნიდნენ პირობებს ცვლადი სიხშირის სიმძლავრის სიჩქარის ცვლადი რეგულირებისთვის. ამ ინვერტორებს აქვთ რბილი გაშვების შესაძლებლობა სიხშირის დაყენების შემდეგ და სიხშირე შეიძლება გაიზარდოს ნულიდან დადგენილ სიხშირემდე გარკვეული სიჩქარით, ხოლო ზრდის სიჩქარე შეიძლება უწყვეტად დარეგულირდეს ფართო დიაპაზონში, რაც წყვეტს სინქრონული ძრავების გაშვების პრობლემას.

2. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების განვითარების სტატუსი ქვეყნის შიგნით და მის ფარგლებს გარეთ

ისტორიაში პირველი ძრავა მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავა იყო. იმ დროს მუდმივი მაგნიტის მქონე მასალების მუშაობა შედარებით დაბალი იყო, ხოლო მუდმივი მაგნიტების იძულებითი ძალა და ნარჩენი მაგნიტები ძალიან დაბალი, ამიტომ ისინი მალევე ელექტრო აგზნების ძრავებით შეიცვალა.

1970-იან წლებში NdFeB-ით წარმოდგენილ იშვიათმიწა მუდმივ მაგნიტურ მასალებს გააჩნდათ დიდი იძულებითი ძალა, ნარჩენი ძალა, ძლიერი დემაგნეტიზაციის უნარი და დიდი მაგნიტური ენერგიის პროდუქტი, რამაც ისტორიის ასპარეზზე მაღალი სიმძლავრის მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონული ძრავები გამოაჩინა. ამჟამად, მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონული ძრავების კვლევა სულ უფრო და უფრო ვითარდება და მაღალი სიჩქარის, მაღალი ბრუნვის მომენტის, მაღალი სიმძლავრისა და მაღალი ეფექტურობის მიმართულებით ვითარდება.

ბოლო წლებში, ადგილობრივი მეცნიერებისა და მთავრობის ძლიერი ინვესტიციების წყალობით, მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავები სწრაფად განვითარდა. მიკროკომპიუტერული ტექნოლოგიისა და ავტომატური მართვის ტექნოლოგიის განვითარებასთან ერთად, მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა სფეროში. საზოგადოების პროგრესის გამო, ადამიანების მოთხოვნები მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების მიმართ უფრო მკაცრი გახდა, რამაც მუდმივი მაგნიტის ძრავების განვითარება გამოიწვია სიჩქარის უფრო ფართო რეგულირების დიაპაზონისა და უფრო მაღალი სიზუსტის კონტროლისკენ. მიმდინარე წარმოების პროცესების გაუმჯობესების გამო, მაღალი ხარისხის მუდმივი მაგნიტის მასალები კიდევ უფრო განვითარდა. ეს მნიშვნელოვნად ამცირებს მის ღირებულებას და თანდათანობით გამოიყენება ცხოვრების სხვადასხვა სფეროში.

3. თანამედროვე ტექნოლოგია

ა. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის დიზაინის ტექნოლოგია

ჩვეულებრივ ელექტრო აგზნების ძრავებთან შედარებით, მუდმივი მაგნიტის სინქრონულ ძრავებს არ აქვთ ელექტრო აგზნების გრაგნილი, კოლექტორის რგოლები და აგზნების კარადები, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს არა მხოლოდ სტაბილურობას და საიმედოობას, არამედ ეფექტურობასაც.

მათ შორის, ჩაშენებულ მუდმივ მაგნიტიან ძრავებს აქვთ მაღალი ეფექტურობის, მაღალი სიმძლავრის კოეფიციენტის, მაღალი ერთეულის სიმძლავრის სიმკვრივის, ძლიერი, სუსტი მაგნიტური სიჩქარის გაფართოების უნარის და სწრაფი დინამიური რეაგირების სიჩქარის უპირატესობები, რაც მათ იდეალურ არჩევნად აქცევს ძრავების მართვისთვის.

მუდმივი მაგნიტები უზრუნველყოფენ მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავების მთელ აგზნების მაგნიტურ ველს, ხოლო დამაგრების მომენტი გაზრდის ძრავის ვიბრაციას და ხმაურს მუშაობის დროს. გადაჭარბებული დამაგრების მომენტი გავლენას მოახდენს ძრავის სიჩქარის კონტროლის სისტემის დაბალ სიჩქარეზე მუშაობაზე და პოზიციის კონტროლის სისტემის მაღალი სიზუსტის პოზიციონირებაზე. ამიტომ, ძრავის დიზაინის შექმნისას, დამაგრების მომენტი მაქსიმალურად უნდა შემცირდეს ძრავის ოპტიმიზაციის გზით.

კვლევის თანახმად, დახრილი ბრუნვის შემცირების ზოგადი მეთოდები მოიცავს პოლუსის რკალის კოეფიციენტის შეცვლას, სტატორის ჭრილის სიგანის შემცირებას, დახრილი ჭრილისა და პოლუსის ჭრილის შესაბამისობას, მაგნიტური პოლუსის პოზიციის, ზომისა და ფორმის შეცვლას და ა.შ. თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ დახრილი ბრუნვის შემცირებისას, ამან შეიძლება გავლენა მოახდინოს ძრავის სხვა მახასიათებლებზე, მაგალითად, ელექტრომაგნიტური ბრუნვის მომენტი შეიძლება შესაბამისად შემცირდეს. ამიტომ, დიზაინის შექმნისას, სხვადასხვა ფაქტორი მაქსიმალურად უნდა იყოს დაბალანსებული ძრავის საუკეთესო მუშაობის მისაღწევად.

ბ. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის სიმულაციის ტექნოლოგია

მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავებში მუდმივი მაგნიტების არსებობა დიზაინერებისთვის ართულებს ისეთი პარამეტრების გამოთვლას, როგორიცაა დატვირთვის გარეშე გაჟონვის ნაკადის კოეფიციენტის და პოლუსის რკალის კოეფიციენტის დიზაინი. ზოგადად, სასრული ელემენტების ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფა გამოიყენება მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავების პარამეტრების გამოსათვლელად და ოპტიმიზაციისთვის. სასრული ელემენტების ანალიზის პროგრამული უზრუნველყოფას შეუძლია ძრავის პარამეტრების ძალიან ზუსტად გამოთვლა და მისი გამოყენება ძალიან საიმედოა ძრავის პარამეტრების მუშაობაზე გავლენის გასაანალიზებლად.

სასრული ელემენტების გამოთვლის მეთოდი ძრავების ელექტრომაგნიტური ველის გამოთვლასა და ანალიზს უფრო მარტივს, სწრაფს და ზუსტს ხდის. ეს არის რიცხვითი მეთოდი, რომელიც შემუშავებულია სხვაობის მეთოდის საფუძველზე და ფართოდ გამოიყენება მეცნიერებასა და ინჟინერიაში. მათემატიკური მეთოდების გამოყენებით, ზოგიერთი უწყვეტი ამონახსნის დომენი დისკრეტიზებულია ერთეულების ჯგუფებად და შემდეგ ინტერპოლირებულია თითოეულ ერთეულში. ამ გზით, ყალიბდება წრფივი ინტერპოლაციის ფუნქცია, ანუ სასრული ელემენტების გამოყენებით ხდება მიახლოებითი ფუნქციის სიმულირება და ანალიზი, რაც საშუალებას გვაძლევს ინტუიციურად დავაკვირდეთ მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულებას და მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივის განაწილებას ძრავის შიგნით.

გ. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის მართვის ტექნოლოგია

ძრავის ამძრავი სისტემების მუშაობის გაუმჯობესებას ასევე დიდი მნიშვნელობა აქვს სამრეწველო მართვის სფეროს განვითარებისთვის. ის საშუალებას იძლევა სისტემა საუკეთესო მაჩვენებლებით მართოს. მისი ძირითადი მახასიათებლები აისახება დაბალ სიჩქარეზე, განსაკუთრებით სწრაფი ჩართვის, სტატიკური აჩქარების და ა.შ. შემთხვევაში, მას შეუძლია დიდი ბრუნვის მომენტის გამომუშავება; ხოლო მაღალი სიჩქარით მოძრაობისას, მას შეუძლია მუდმივი სიმძლავრის სიჩქარის კონტროლის მიღწევა ფართო დიაპაზონში. ცხრილი 1 ადარებს რამდენიმე ძირითადი ძრავის მუშაობას.

როგორც ცხრილი 1-დან ჩანს, მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავებს აქვთ კარგი საიმედოობა, ფართო სიჩქარის დიაპაზონი და მაღალი ეფექტურობა. შესაბამის მართვის მეთოდთან შერწყმის შემთხვევაში, მთელ ძრავის სისტემას შეუძლია საუკეთესო მუშაობის მიღწევა. ამიტომ, სიჩქარის ეფექტური რეგულირების მისაღწევად აუცილებელია შესაბამისი მართვის ალგორითმის შერჩევა, რათა ძრავის ამძრავმა შეძლოს შედარებით ფართო სიჩქარის რეგულირების არეალში და მუდმივი სიმძლავრის დიაპაზონში მუშაობა.

ვექტორული მართვის მეთოდი ფართოდ გამოიყენება მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავის სიჩქარის მართვის ალგორითმში. მას აქვს სიჩქარის რეგულირების ფართო დიაპაზონი, მაღალი ეფექტურობა, მაღალი საიმედოობა, კარგი სტაბილურობა და კარგი ეკონომიკური სარგებელი. იგი ფართოდ გამოიყენება ძრავის ამძრავში, რკინიგზის ტრანსპორტირებასა და ჩარხების სერვოძრავებში. სხვადასხვა გამოყენების გამო, მიმდინარე ვექტორული მართვის სტრატეგიაც განსხვავებულია.

4. მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავის მახასიათებლები

მუდმივი მაგნიტის სინქრონულ ძრავას აქვს მარტივი სტრუქტურა, დაბალი დანაკარგები და მაღალი სიმძლავრის კოეფიციენტი. ელექტრო აგზნების ძრავასთან შედარებით, ჯაგრისების, კომუტატორების და სხვა მოწყობილობების არარსებობის გამო, რეაქტიული აგზნების დენი არ არის საჭირო, ამიტომ სტატორის დენი და წინააღმდეგობის დანაკარგი უფრო მცირეა, ეფექტურობა უფრო მაღალია, აგზნების ბრუნვის მომენტი უფრო დიდია და მართვის მახასიათებლები უკეთესია. თუმცა, არსებობს ისეთი ნაკლოვანებები, როგორიცაა მაღალი ღირებულება და გაშვების სირთულე. ძრავებში მართვის ტექნოლოგიის გამოყენების გამო, განსაკუთრებით ვექტორული მართვის სისტემების გამოყენების გამო, მუდმივი მაგნიტის სინქრონულ ძრავებს შეუძლიათ მიაღწიონ ფართო დიაპაზონის სიჩქარის რეგულირებას, სწრაფ დინამიურ რეაგირებას და მაღალი სიზუსტის პოზიციონირების კონტროლს, ამიტომ მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავები მიიზიდავს მეტ ადამიანს ფართომასშტაბიანი კვლევის ჩასატარებლად.

5. Anhui Mingteng-ის მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონული ძრავის ტექნიკური მახასიათებლები

ა. ძრავას აქვს მაღალი სიმძლავრის კოეფიციენტი და ელექტროქსელის მაღალი ხარისხის კოეფიციენტი. სიმძლავრის კოეფიციენტის კომპენსატორი არ არის საჭირო და ქვესადგურის აღჭურვილობის სიმძლავრე სრულად შეიძლება იქნას გამოყენებული;

ბ. მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავა აღიგზნება მუდმივი მაგნიტებით და მუშაობს სინქრონულად. სიჩქარის პულსაცია არ ხდება და ვენტილატორებისა და ტუმბოების მუშაობისას მილსადენის წინააღმდეგობა არ იზრდება;

გ. მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავის დაპროექტება შესაძლებელია მაღალი საწყისი ბრუნვით (3-ჯერ მეტჯერ) და საჭიროებისამებრ მაღალი გადატვირთვის ტევადობით, რითაც გადაიჭრება „დიდი ცხენის მიერ პატარა ურიკის ქექვის“ ფენომენი;

დ. ჩვეულებრივი ასინქრონული ძრავის რეაქტიული დენი, როგორც წესი, ნომინალურ დენზე დაახლოებით 0.5-0.7-ჯერ მეტია. Mingteng-ის მუდმივი მაგნიტის მქონე სინქრონულ ძრავას აგზნების დენი არ სჭირდება. მუდმივი მაგნიტის მქონე ძრავისა და ასინქრონული ძრავის რეაქტიული დენი დაახლოებით 50%-ით განსხვავდება, ხოლო ფაქტობრივი სამუშაო დენი დაახლოებით 15%-ით ნაკლებია ასინქრონული ძრავის რეაქტიულ დენთან შედარებით;

ე. ძრავის დაპროექტება შესაძლებელია პირდაპირი ჩართვისთვის, ხოლო გარე სამონტაჟო ზომები იგივეა, რაც ამჟამად ფართოდ გამოყენებული ასინქრონული ძრავების, რომლებსაც შეუძლიათ სრულად ჩაანაცვლონ ასინქრონული ძრავები;

ვ. დრაივერის დამატებით შესაძლებელია რბილი სტარტის, რბილი გაჩერების და სიჩქარის უსაფეხურო რეგულირების მიღწევა, კარგი დინამიური რეაგირებით და ენერგიის დაზოგვის ეფექტის შემდგომი გაუმჯობესებით;

ზ. ძრავას აქვს მრავალი ტოპოლოგიური სტრუქტურა, რომელიც პირდაპირ აკმაყოფილებს მექანიკური აღჭურვილობის ფუნდამენტურ მოთხოვნებს ფართო დიაპაზონში და ექსტრემალურ პირობებში;

თ. სისტემის ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად, გადამცემი ჯაჭვის შემცირებისა და ტექნიკური მომსახურების ხარჯების შესამცირებლად, მაღალი და დაბალი სიჩქარის პირდაპირი ამძრავის მუდმივი მაგნიტის სინქრონული ძრავების დაპროექტება და წარმოება შესაძლებელია მომხმარებლების უფრო მაღალი მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.

შპს „ანჰუი მინგტენგის მუდმივი მაგნიტური მანქანებისა და ელექტრომოწყობილობების კომპანია“ (https://www.mingtengmotor.com/) დაარსდა 2007 წელს. ეს არის მაღალტექნოლოგიური საწარმო, რომელიც სპეციალიზირებულია ულტრამაღალი ეფექტურობის მუდმივი მაგნიტური სინქრონული ძრავების კვლევასა და განვითარებაში, წარმოებასა და გაყიდვებში. კომპანია იყენებს თანამედროვე ძრავის დიზაინის თეორიას, პროფესიონალურ დიზაინის პროგრამულ უზრუნველყოფას და საკუთარი ხელით შემუშავებულ მუდმივი მაგნიტური ძრავის დიზაინის პროგრამას მუდმივი მაგნიტური ძრავის ელექტრომაგნიტური ველის, სითხის ველის, ტემპერატურის ველის, დაძაბულობის ველის და ა.შ. სიმულირებისთვის, მაგნიტური წრედის სტრუქტურის ოპტიმიზაციისთვის, ძრავის ენერგოეფექტურობის დონის გასაუმჯობესებლად და მუდმივი მაგნიტური ძრავის საიმედო გამოყენების ფუნდამენტურად უზრუნველყოფისთვის.

საავტორო უფლება: ეს სტატია წარმოადგენს WeChat-ის საჯარო ნომრის „Motor Alliance“-ის რეპროდუცირებას, ორიგინალი ბმულის.https://mp.weixin.qq.com/s/tROOkT3pQwZtnHJT4Ji0Cg

ეს სტატია არ ასახავს ჩვენი კომპანიის შეხედულებებს. თუ თქვენ გაქვთ განსხვავებული მოსაზრებები ან შეხედულებები, გთხოვთ, შეგვასწოროთ!