Eine Zusammenfassung der wichtigsten im Industriesektor eingesetzten Elektromotoren 2022

Einführung

Im industriellen Bereich sind kleine und mittlere Drehstrom-Asynchronmotoren derzeit die am weitesten verbreiteten Motorprodukte.

Verschiedene Induktionsmotoren haben unterschiedliche Anwendungen, da die Technologie zur Herstellung von Elektromotoren kontinuierlich weiterentwickelt und das Funktionsprinzip von Industriemotoren erforscht wird.

Es gibt auch viele neue Arten von Elektromotoren, darunter Seltenerd-Permanentmagnetmotoren, geschaltete Reluktanzmotoren, Synchronreluktanzmotoren usw.

Eine kurze Einführung in die verschiedenen Arten von Elektromotoren

Kleine und mittelgroße Drehstrom-Asynchronmotoren sind derzeit die am weitesten verbreiteten Elektromotorenprodukte für industrielle Anwendungen.

Der dreiphasige Asynchronmotor ist eine Art Wechselstrommotor, auch Induktionsmotor genannt.

Es bietet eine Reihe von Vorteilen wie einfache Struktur, einfache Herstellung, Robustheit, einfache Wartung, niedrige Kosten und niedrigen Preis.

Daher wird es häufig in der Industrie, der Landwirtschaft, der Landesverteidigung, der Luft- und Raumfahrt, der wissenschaftlichen Forschung, im Baugewerbe, im Transportwesen und im täglichen Leben der Menschen eingesetzt.

Es hat einen niedrigen Leistungsfaktor und ist in seiner Anwendung etwas eingeschränkt.

1. Aufbau eines dreiphasigen Asynchronmotors

Bereiten Sie einen Drehstrom-Induktionsmotor für die Demontage vor und betrachten Sie seinen Aufbau von außen nach innen.

Das folgende Diagramm zeigt den Umriss und die Schnittansicht von Drehstrom-Induktionsmotoren.

Von der Außenseite der Elektromotoren erkennt man die Lüfterabdeckung, den Lüfter, die linken und rechten Endkappen, das Typenschild und den Klemmenkasten.

Öffnen Sie den Klemmenkasten und Sie können die Klemmen und Anschlussdrähte sehen.

Entfernen Sie die Lüfterabdeckung, den Lüfter und die Endkappen, ziehen Sie den Rotor heraus und Sie können den Statorkern, den Rotorkern, die Welle, die Lager und andere Teile im Inneren des Motors sehen.

Der Statorkern ist im Gehäuse untergebracht und der Rotorkern ist auf der Motorwelle montiert.

Der Statorkern hat Spulen (Wicklungen) und der Rotorkern hat einen käfigförmigen Aluminiumstab, der darin eingegossen ist.

Wicklung eines linearen Rotoreisenkerns mit Rotorwicklungen.

Wie man sieht, besteht der Grundaufbau der Käfigläufer-Elektromotoren aus einem festen und einem unbeweglichen Teil, einem Rotor und weiteren Teilen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt:

Der Seltenerd-Permanentmagnetmotor

Es handelt sich um einen neuartigen Permanentmagnetmotor, der Anfang der 1970er Jahre auf den Markt kam.

Die magnetischen Eigenschaften von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien sind so hervorragend, dass sie magnetisiert werden können, um ein starkes Permanentmagnetfeld zu erzeugen, ohne dass zusätzliche Energie benötigt wird.

Der Seltenerd-Permanentmagnetmotor ist nicht nur hocheffizient, sondern verfügt auch über einen einfachen Aufbau, einen zuverlässigen Betrieb sowie eine geringe Größe und ein geringes Gewicht.

Sie können eine hohe Leistung (z. B. hohe Effizienz, hohe Geschwindigkeit, hohes Ansprechverhalten) erreichen, die von herkömmlichen elektrisch erregten Motoren nicht erreicht werden kann, und können auch zu Spezialmotoren verarbeitet werden, die bestimmte Betriebsanforderungen erfüllen.

Hochleistungs-Seltenerd-Permanentmagnetmotoren sind die Grundlage für viele neue Technologien und Hochtechnologieindustrien.

In Kombination mit Leistungselektronik und mikroelektronischer Steuerungstechnik können vielfältige mechatronische Produkte mit hervorragender Leistung hergestellt werden, wie z. B. CNC-Werkzeugmaschinen, Bearbeitungszentren, flexible Produktionslinien, Roboter, Elektrofahrzeuge, leistungsstarke Haushaltsgeräte, Computer und vieles mehr.

Mit der Entwicklung von Permanentmagnet-Synchronmotoren halten hocheffiziente Permanentmagnet-Synchronmotoren für Hochtemperatur-, Hochvakuum-, Elektrofahrzeuge, interne Wechselrichter, hohes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen und Selbststart nach und nach Einzug in spezifische Anwendungen.

Aufgrund der spezifischen Leistungsanforderungen der Motoren für unterschiedliche Betriebsbedingungen weist die allgemeine Entwicklung von Permanentmagnetmotoren nach und nach einige spezifische Merkmale auf.

Hohe Leistung und ultrahohe Geschwindigkeit als Entwicklungsrichtung für Permanentmagnetmotoren

Um die Nennleistung des Induktionsmotors ab einem bestimmten Volumen zu erhöhen, ist es erforderlich, die Drehzahl des elektrischen Wechselstrommotors erheblich zu erhöhen.

Seltenerd-Permanentmagnetmotoren benötigen keine Erregerwicklungen, haben einen relativ einfachen Aufbau, keine Wärmequelle im Magnetfeldbereich, erfordern keine Kühlvorrichtungen und haben eine hohe Koerzitivfeldstärke des Materials.

Sie kann größere Werte für die Luftspaltlänge annehmen und so die Geschwindigkeit erheblich steigern.

Hochleistungsrichtung

Moderne Ausrüstungen für die Automobilindustrie stellen vielfältige Hochleistungsanforderungen.

Zum Beispiel Anforderungen an militärische Ausrüstung zur Bereitstellung einer Vielzahl von leistungsstarken Signalmotoren, mobile Kraftwerke, Automatisierungsgeräte mit Servosystemen und solchen Motoren, Luft- und Raumfahrt mit leistungsstarken, hochzuverlässigen Permanentmagnetmotoren, Chemiefasergeräte mit hoher Geschwindigkeitsregelgenauigkeit und Frequenz Synchronmotoren, CNC-Werkzeugmaschinen, Bearbeitungszentren, Roboter mit hoher Geschwindigkeit als Seltenerd-Permanentmagnet-Servomotoren, Computer mit hochpräzisen Schwenkmotoren und Spindelmotoren usw. bis hin zur Entwicklung spezieller Industriemotoren.

Entwicklung in Richtung Leichtigkeit

Luft- und Raumfahrtprodukte, Elektrofahrzeuge, CNC-Werkzeugmaschinen, Computer, audiovisuelle Produkte, medizinische Geräte, tragbare optische Mechatronikprodukte usw. stellen strenge Anforderungen an Käfigläufer-Induktionsmotoren mit geringer Größe und geringem Gewicht.

Der Permanentmagnet-Synchronmotor wurde aufgrund seiner geringen Größe, Energieeinsparung, guten Steuerleistung, einfach zu realisierenden Direktantrieb bei niedriger Drehzahl, Eliminierung von Getriebeuntersetzungsgeräten und Geschwindigkeitsregelung durch Frequenzänderung entwickelt und in der Aufzugstechnik eingesetzt.

Geschalteter Reluktanzantrieb (SRD)

Es handelt sich um die neueste Generation eines stufenlosen Geschwindigkeitsregelsystems, das nach dem Frequenzregelsystem und dem bürstenlosen Gleichstrommotor-Geschwindigkeitsregelsystem entwickelt wurde. Es handelt sich um eine integrierte Hochtechnologie aus Licht, elektrischer Maschine und Elektrizität, die moderne Mikroelektronik, digitale Technologie, Leistungselektronik, Infrarot-Fotoelektrik und moderne elektromagnetische Theorie, Design und Produktionstechnologie integriert.

Es verfügt über ein Geschwindigkeitsregelsystem, sowohl Gleichstrom als auch Wechselstrom, zwei Arten von Geschwindigkeitsregelsystemen.

Großbritannien, die Vereinigten Staaten und andere wirtschaftlich entwickelte Länder haben früher mit der Forschung zu Schalter-Reluktanzmotor-Geschwindigkeitssteuerungssystemen begonnen und bedeutende Ergebnisse erzielt: Produktleistungsniveaus von einigen W bis zu Hunderten von kW, weit verbreitet in Haushaltsgeräten, Luft- und Raumfahrt, Elektronik, elektrische Maschinen und Elektrofahrzeuge und andere Bereiche.

Die konvexen Pole des Stators und Rotors des geschalteten Reluktanzmotors sind aus gewöhnlichen Siliziumstahlblechen laminiert, ein Verfahren, das Wirbelstrom- und Hystereseverluste im Motor minimiert.

Es gibt keine Wicklungen oder Permanentmagnete an den Rotorpolen, keine Kommutatoren, keine Schleifringe usw. Die Statorpole sind mit konzentrierten Wicklungen bewickelt, und die beiden radial gegenüberliegenden Wicklungen sind in Reihe geschaltet, um eine Phase zu bilden.

Bei dem geschalteten Reluktanzmotor handelt es sich um einen Elektromotor, der durch Nutzung einer ungleichmäßigen Rotorreluktanz ein Drehmoment erzeugt, auch reaktiver Synchronmotor genannt, dessen Struktur und Arbeitsprinzip sich stark von denen herkömmlicher synchroner Wechselstrommotoren und Gleichstrommotoren unterscheiden.

It does not rely on the interaction of the magnetic fields generated by the stator and rotor winding currents to produce torque, but on the "principle of minimum reluctance" to produce torque.

This means that "the magnetic flux always closes along the path of least resistance, thus creating a magnetic pull, which in turn creates an electromagnetic torque of a magnetoresistive nature" and "the magnetic lines of force have the nature of trying to shorten the path of the flux in order to reduce the resistance and increase the permeability".

Magnetoresistiver Synchronmotor

Er ist eine Weiterentwicklung des gleichen Käfig-Asynchronmotors, dessen Rotor über einen käfigartigen Wicklungswiderstand aus gegossenem Aluminium verfügt, jedoch mit einem Reaktionsschlitz, der der Anzahl der Statorpole entspricht (nur der konvexe Teil der Rolle, keine Erregerwicklung und Permanentmagnete). , wird zur Erzeugung eines Reluktanz-Synchrondrehmoments verwendet.

Magnetoresistive Synchronmotoren werden in die Typen Einphasenmotor, Einphasen-Kondensatorbetrieb, Einphasen-Kondensatorstarter und Einphasen-Doppelwertkondensator unterteilt.

Anwendungsgebiete: Reluktanz-Synchronmotoren werden hauptsächlich in der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion, im Transportwesen, in der Landesverteidigung, in Gewerbe- und Haushaltsgeräten, in medizinischen und elektrischen Geräten usw. eingesetzt.

SWOT-Analyse der oben genannten vier Arten von Elektromotoren

1) Kleine und mittlere Drehstrom-Asynchronmotoren

Vorteile: hohe Zuverlässigkeit, niedrige Kosten, hohe technologische Reife, hoher Marktanteil.

Nachteile: geringer Wirkungsgrad gewöhnlicher Motoren, niedrige technische Schwelle, harter Wettbewerb, unzureichende technische Innovation.

Chancen: An Orten mit hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Arbeitsbedingungen können normale Arbeitsbedingungen erfüllt werden, und die Förderung hocheffizienter Industriemotoren steht im Mittelpunkt der Energiesparbemühungen.

Bedrohungen: Der Markt für Seltenerd-Permanentmagnete wächst, insbesondere der Markt für Hochleistungsmotoren.

(2) Seltenerd-Permanentmagnetmotoren

Vorteil: nicht nur hohe Effizienz, sondern auch einfacher Aufbau, zuverlässiger Betrieb, aber auch geringe Größe und geringes Gewicht.

Nachteile: Die Kosten sind 30 % höher als bei Asynchronmotoren und die Entmagnetisierung erfolgt bei hohen Temperaturen über einen langen Zeitraum.

Einsatzmöglichkeiten: Ölfelder, Textil- und Chemiefaserindustrie, Keramik- und Glasindustrie sowie Ventilatoren und Pumpen mit langer Jahreslaufzeit.

Der Marktanteil wächst sukzessive.

Gefahren: Kann nicht an Orten mit zu viel Strom verwendet werden, hauptsächlich weil die Kosten zu hoch sind und der Produktionsprozess schwierig ist.

(3) Geschaltete Reluktanzmotoren

Vorteile: einfache Motorstruktur, niedrige Kosten, kann für Hochgeschwindigkeitsbetrieb verwendet werden. Einfacher und zuverlässiger Stromkreis, großes Anlaufdrehmoment, niedriger Anlaufstrom, geeignet für häufiges Starten und Stoppen, Vorwärts- und Rückwärtsumwandlungsbetrieb, gute Geschwindigkeitsregulierungsleistung.

Nachteile: hohe Geräuschentwicklung und starke Drehmomentpulsation bei niedrigen Drehzahlen. Es muss mit einem Controller verwendet werden, und die Kosten für beide zusammen sind hoch. Der aktuelle Leistungsbereich liegt zwischen 8 kW und 400 kW und ist nur für spezielle Anwendungen geeignet. In allgemeinen Anwendungsbereichen liegen die Vorteile gegenüber asynchronen Wechselstrom- und Gleichstrom-Wechselrichter-Geschwindigkeitsregelsystemen nicht auf der Hand.

Einsatzmöglichkeiten: Elektrofahrzeuge, Textilindustrie, Koksindustrie, Haushaltsgeräteindustrie, für Bereiche, in denen es vorteilhaft eingesetzt werden kann, d. h. Bereiche, die ein hohes Anlaufdrehmoment, hohe Geschwindigkeitsanforderungen, heiße und feuchte Umgebungen und häufige zufällige Umdrehungen erfordern.

Bedrohungen: Das Problem des hohen Lärmpegels ist schwer zu überwinden und die Entwicklung ist begrenzt.

(4) Synchronreluktanzmotoren

Vorteile: Im Vergleich zu Permanentmagnet-Synchronmotoren werden die Motorkosten bei gleichen Leistungsbedingungen erheblich gesenkt, gleichzeitig wird der Einsatzbereich des Motors erweitert und die Zuverlässigkeit des Motorbetriebs verbessert. Aufgrund des einfachen Aufbaus weist der Rotor keine elektromagnetischen Verluste auf und kann die Nachteile schaltender Reluktanzmotoren wie hohe Geräuschentwicklung und starke Drehmomentpulsation bei niedrigen Drehzahlen vermeiden.

Nachteile: geringer Leistungsfaktor und geringe Leistung im Vergleich zu Asynchronmotoren gleicher Größe.

Einsatzmöglichkeiten: Industrielle und landwirtschaftliche Produktion, Transport, Verteidigung, Gewerbe- und Haushaltsgeräte, medizinische und elektrische Geräte usw.

Bedrohungen: In der Forschungsphase.

Die aktuelle Forschung befasst sich mit Kleinmotoren, die in Wechselstromsystemen kaum einen Platz haben.

Vergleichende Analyse von Motorprodukten

Aus einer vergleichenden Analyse der verschiedenen Wettbewerbsprodukte auf mehreren Ebenen geht hervor, dass der kleine und mittlere Drehstrom-Asynchronmotor immer noch das technisch ausgereifteste Produkt mit dem größten Marktanteil ist.

In Zukunft müssen wir jedoch den Prozess weiter optimieren, die Technologie verbessern und weitere Verbesserungen hinsichtlich Effizienz und Kompaktheit vornehmen, um eine hohe Wettbewerbsfähigkeit aufrechtzuerhalten.

Nehmen Sie Kontakt zu Dongchun Motor auf, um wie folgt ein kostenloses Angebot für einen dreiphasigen Asynchronmotor zu erhalten.

Bitte informieren Sie sich beim Hersteller des Elektromotors wie folgt:

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