Resumen de los principales motores eléctricos utilizados en el sector industrial 2022

Introducción

En el campo industrial, los motores asíncronos trifásicos de tamaño pequeño y mediano son actualmente los productos de motor más utilizados.

Los diferentes motores de inducción tienen diferentes aplicaciones, con el desarrollo continuo de la tecnología de fabricación de motores eléctricos y la investigación sobre el principio de funcionamiento de los motores industriales.

También hay muchos tipos nuevos de motores eléctricos, incluidos motores de imanes permanentes de tierras raras, motores de reluctancia conmutada, motores de reluctancia síncronos, etc.

Una breve introducción a los distintos tipos de motores eléctricos.

Los motores asíncronos trifásicos de tamaño pequeño y mediano son actualmente los productos de motores eléctricos más utilizados para aplicaciones industriales.

El motor asíncrono trifásico es un tipo de motor de CA, también conocido como motor de inducción.

Tiene una serie de ventajas como estructura sencilla, fácil fabricación, robustez, fácil mantenimiento, bajo coste y bajo precio.

Por lo tanto, es ampliamente utilizado en la industria, la agricultura, la defensa nacional, la industria aeroespacial, la investigación científica, la construcción, el transporte y la vida diaria de las personas.

Tiene un factor de potencia bajo y su aplicación es algo limitada.

1. Estructura del motor asíncrono trifásico.

Prepara un motor de inducción trifásico para desmontarlo y observa su estructura de fuera hacia dentro.

El siguiente diagrama muestra el esquema y la vista en sección de los motores de inducción trifásicos.

Desde el exterior de los motores eléctricos se puede ver la tapa del ventilador, el ventilador, las tapas de los extremos izquierdo y derecho, la placa de identificación y la caja de terminales.

Abra la caja de terminales y podrá ver los postes de terminales y los cables conductores.

Retire la cubierta del ventilador, el ventilador y las tapas de los extremos, extraiga el rotor y podrá ver el núcleo del estator, el núcleo del rotor, el eje, los cojinetes y otras partes dentro del motor.

El núcleo del estator se carga en la carcasa y el núcleo del rotor se monta en el eje del motor.

El núcleo del estator tiene bobinas (devanados) y el núcleo del rotor tiene una barra de aluminio en forma de jaula fundida en él.

Bobinado de núcleo de hierro de rotor lineal con devanados de rotor.

Como se puede observar, la estructura básica de los motores eléctricos de jaula de ardilla consta de una parte fija e inmóvil, un rotor y otras partes, como se muestra en la siguiente figura:

El motor de imanes permanentes de tierras raras

Es un nuevo tipo de motor de imanes permanentes que surgió a principios de los años 1970.

Las propiedades magnéticas de los materiales magnéticos permanentes de tierras raras son tan excelentes que pueden magnetizarse para crear un fuerte campo magnético permanente sin necesidad de energía adicional.

El motor de imán permanente de tierras raras no solo es altamente eficiente, sino que también tiene una estructura simple, operación confiable y es de tamaño pequeño y liviano.

Pueden lograr un alto rendimiento (por ejemplo, alta eficiencia, alta velocidad, alta respuesta) que los motores excitados eléctricamente tradicionales no pueden igualar y también pueden convertirse en motores especiales que puedan cumplir requisitos operativos específicos.

Los motores de imanes permanentes de tierras raras de alto rendimiento son la base de muchas tecnologías nuevas e industrias de alta tecnología.

Combinado con electrónica de potencia y tecnología de control microelectrónico, puede producir una variedad de productos mecatrónicos con excelente rendimiento, como máquinas herramienta CNC, centros de mecanizado, líneas de producción flexibles, robots, vehículos eléctricos, electrodomésticos de alto rendimiento, computadoras y muchos más.

Con el desarrollo de los motores síncronos de imanes permanentes, los motores síncronos de imanes permanentes de alta eficiencia para alta temperatura, alto vacío, vehículos eléctricos, inversores internos, alto par a bajas velocidades y arranque automático están ingresando gradualmente en aplicaciones específicas.

Debido a los requisitos de rendimiento específicos de los motores para diferentes condiciones de funcionamiento, el desarrollo general de los motores de imanes permanentes está mostrando gradualmente algunas características específicas.

Alta potencia y velocidad ultraalta como dirección de desarrollo de motores de imanes permanentes

Para aumentar la potencia nominal del motor de inducción, sujeto a un cierto volumen, es necesario aumentar considerablemente la velocidad del motor eléctrico de CA.

Los motores de imanes permanentes de tierras raras no requieren devanados de excitación, tienen una estructura relativamente simple, no tienen fuente de calor en la sección del campo magnético, no requieren dispositivos de enfriamiento y tienen una alta coercitividad del material.

Puede adoptar valores mayores para la longitud del entrehierro, lo que permite aumentar considerablemente la velocidad.

Dirección de alto rendimiento

Los equipos modernos de la industria del motor plantean una variedad de requisitos de alto rendimiento.

Tales como requisitos de equipos militares para proporcionar una variedad de motores de señal de alto rendimiento, centrales eléctricas móviles, equipos de automatización con servosistemas y motores similares, aeroespaciales con motores de imanes permanentes de alto rendimiento y alta confiabilidad, equipos de fibra química con frecuencia de precisión de regulación de alta velocidad. motor síncrono, máquinas herramienta CNC, centros de mecanizado, robots con alta velocidad que el servomotor de imán permanente de tierras raras, computadora con motor de giro de alta precisión y motor de husillo, etc., hasta la dirección del desarrollo de motores industriales especiales.

Desarrollo hacia la ligereza

Productos aeroespaciales, vehículos eléctricos, máquinas herramienta CNC, computadoras, productos audiovisuales, dispositivos médicos, productos mecatrónicos ópticos portátiles, etc., presentan requisitos estrictos para motores de inducción de jaula de ardilla con tamaño pequeño y peso liviano.

El motor síncrono de imán permanente ha sido desarrollado y aplicado en la tecnología de elevación por su tamaño pequeño, ahorro de energía, buen rendimiento de control, accionamiento directo de baja velocidad fácil de realizar, eliminación del dispositivo de reducción de engranajes y regulación de velocidad mediante cambio de frecuencia.

Unidad de reluctancia conmutada (SRD)

Es la última generación de sistema de control de velocidad continuo desarrollado después del sistema de control de frecuencia y el sistema de control de velocidad del motor CC sin escobillas. Es una alta tecnología integrada de luz, máquinas eléctricas y electricidad que integra microelectrónica moderna, tecnología digital, electrónica de potencia, tecnología fotoeléctrica infrarroja y teoría electromagnética moderna, tecnología de diseño y producción.

Tiene un sistema de control de velocidad tanto CC como CA, dos tipos de ventajas del sistema de control de velocidad.

Gran Bretaña, Estados Unidos y otros países económicamente desarrollados en la investigación del sistema de control de velocidad del motor de reluctancia del interruptor comenzaron antes y han logrado resultados significativos, niveles de potencia del producto desde unos pocos vatios hasta cientos de kw, ampliamente utilizados en electrodomésticos, aviación, aeroespacial, Electrónica, máquinas eléctricas y vehículos eléctricos y otros campos.

Los polos convexos del estator y el rotor del motor de reluctancia conmutada están laminados a partir de láminas de acero al silicio comunes, un proceso que minimiza las corrientes parásitas y las pérdidas por histéresis en el motor.

No hay devanados ni imanes permanentes en los polos del rotor, ni conmutadores, ni anillos colectores, etc. Los polos del estator están enrollados con devanados concentrados y los dos devanados radialmente opuestos están conectados en serie para formar una fase.

El motor de reluctancia conmutada son motores eléctricos que generan par mediante el uso de reluctancia de rotor desigual, también conocido como motor síncrono reactivo, cuya estructura y principio de funcionamiento son muy diferentes de los de los motores de CA y CC síncronos tradicionales.

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".

Motor síncrono magnetorresistivo

Es una evolución del mismo motor asíncrono tipo jaula, cuyo rotor tiene una resistencia de devanado de aluminio fundido tipo jaula, pero con una ranura de reacción correspondiente al número de polos del estator (solo la parte convexa del rol, sin devanado de excitación e imanes permanentes). , utilizado para generar par síncrono de reluctancia.

Los motores síncronos magnetorresistivos se dividen en tipos de motor monofásico, de funcionamiento por condensador monofásico, de arranque por condensador monofásico y de condensador monofásico de doble valor.

Áreas de aplicación: los motores síncronos de reluctancia se utilizan principalmente en la producción industrial y agrícola, transporte, defensa nacional, electrodomésticos comerciales y domésticos, equipos médicos y eléctricos, etc.

Análisis FODA de los cuatro tipos de motores eléctricos anteriores.

1) Motores asíncronos trifásicos de tamaño pequeño y mediano.

Ventajas: alta confiabilidad, bajo costo, alta madurez tecnológica, alta participación de mercado.

Desventajas: baja eficiencia de los motores convencionales, umbral técnico bajo, competencia feroz, innovación técnica insuficiente.

Oportunidades: En lugares con altos requisitos de confiabilidad de las condiciones de trabajo, se pueden cumplir las condiciones de trabajo ordinarias y la promoción de motores industriales de alta eficiencia es el foco de los esfuerzos de ahorro de energía.

Amenazas: El mercado de imanes permanentes de tierras raras se está expandiendo, especialmente en el mercado de motores de alta eficiencia.

(2) Motores de imanes permanentes de tierras raras

Ventaja: no solo alta eficiencia, sino también estructura simple, operación confiable, pero también tamaño pequeño y peso liviano.

Desventajas: El coste es un 30% mayor que el de los motores asíncronos y la desmagnetización se producirá a altas temperaturas durante mucho tiempo.

Oportunidades: yacimientos petrolíferos, industria textil y de fibras químicas, industria cerámica y de vidrio y ventiladores y bombas con un largo tiempo de funcionamiento anual.

La cuota de mercado se expande gradualmente.

Amenazas: no se puede utilizar en lugares con demasiada energía, principalmente porque el costo es demasiado alto y el proceso de producción es difícil.

(3) Motores de reluctancia conmutada

Ventajas: estructura de motor simple, bajo costo, se puede utilizar para operación a alta velocidad. Circuito de potencia simple y confiable, gran par de arranque, baja corriente de arranque, adecuado para arranques y paradas frecuentes, operación de conversión hacia adelante y hacia atrás, buen rendimiento de regulación de velocidad.

Desventajas: mucho ruido y pulsaciones de par significativas a bajas velocidades. Debe usarse con un controlador y el costo de ambos juntos es alto. El rango de potencia actual es de 8kw-400kw y solo es adecuado para aplicaciones especiales. En áreas de uso general, las ventajas sobre los sistemas de control de velocidad del inversor de CC asíncrono y de CA no son obvias.

Oportunidades: vehículos eléctricos, industria textil, industria del coque, industria de electrodomésticos, para áreas donde se puede aprovechar, es decir, áreas que requieren un alto par de arranque, requisitos de alta velocidad, ambientes cálidos y húmedos y revoluciones aleatorias frecuentes.

Amenazas: El problema de los altos niveles de ruido es difícil de superar y el desarrollo es limitado.

(4) Motores síncronos de reluctancia

Ventajas: En comparación con los motores síncronos de imanes permanentes, el costo del motor se reduce considerablemente en las mismas condiciones de potencia, mientras que se amplía el rango de uso del motor y se mejora la confiabilidad de su funcionamiento. Debido a su estructura simple, el rotor no tiene pérdidas electromagnéticas y puede evitar las desventajas de cambiar motores de reluctancia, como alto ruido y pulsaciones de par significativas a bajas velocidades.

Desventajas: bajo factor de potencia y baja potencia en comparación con motores asíncronos del mismo tamaño.

Oportunidades: Producción industrial y agrícola, transporte, defensa, electrodomésticos y comerciales, equipos médicos y eléctricos, etc.

Amenazas: En etapa de investigación.

La investigación actual se centra en motores de potencia fraccionaria, que tienen poco lugar en los sistemas de CA.

Análisis comparativo de productos de motor.

A partir de un análisis comparativo de los distintos productos competitivos en varios niveles, el motor asíncrono trifásico de tamaño pequeño y mediano sigue siendo el producto técnicamente más maduro y con la mayor cuota de mercado.

Sin embargo, en el futuro tendremos que optimizar aún más el proceso, mejorar la tecnología y realizar más mejoras en términos de eficiencia y compacidad para mantener un alto nivel de competitividad.

Bienvenido a contactar a Dongchun Motor para obtener una cotización gratuita del motor asíncrono trifásico de la siguiente manera;

Consulte con el fabricante del motor eléctrico de la siguiente manera;

Obtenga una cotización gratis de Dongchun motor

Si hay algún comentario, bienvenido a dejarme un mensaje.