En sammanfattning av de viktigaste elektriska motorerna som används i industrisektorn 2022

Introduktion

Inom industriområdet är små och medelstora trefasiga asynkronmotorer för närvarande de mest använda motorprodukterna.

Olika induktionsmotorer har olika tillämpningar, med kontinuerlig utveckling av tillverkningsteknik för elmotorer och forskning om arbetsprincipen för industrimotorer.

Det finns också många nya typer av elmotorer, inklusive permanentmagnetmotorer för sällsynta jordartsmetaller, switchade reluktansmotorer, synkrona reluktansmotorer, etc.

En kort introduktion till de olika typerna av elmotorer

Små och medelstora trefasa asynkronmotorer är för närvarande de mest använda elmotorprodukterna för industriella applikationer.

Den trefasiga asynkronmotorn är en typ av AC-motor, även känd som induktionsmotorer.

Den har en rad fördelar som enkel struktur, enkel tillverkning, robusthet, enkelt underhåll, låg kostnad och lågt pris.

Därför används det ofta inom industri, jordbruk, nationellt försvar, flyg, vetenskaplig forskning, konstruktion, transport och människors dagliga liv.

Den har en låg effektfaktor och är något begränsad i sin tillämpning.

1. Struktur av trefas asynkronmotor

Förbered en trefasinduktionsmotor som ska demonteras och titta på dess struktur från utsidan och in.

Följande diagram visar kontur och snittvy av trefasa induktionsmotorer.

Från utsidan av elmotorerna kan du se fläktkåpan, fläkten, vänster och höger gavel, märkskylten och anslutningslådan.

Öppna anslutningslådan och du kan se anslutningsstolparna och ledningstrådarna.

Ta bort fläktkåpan, fläkten och ändlocken, dra ut rotorn och du kan se statorkärnan, rotorkärnan, axeln, lagren och andra delar inuti motorn.

Statorkärnan är laddad i huset och rotorkärnan är monterad på motoraxeln.

Statorkärnan har spolar (lindningar) och rotorkärnan har en burformad aluminiumstång ingjuten i den.

Lindning av linjär rotorjärnkärna med rotorlindningar.

Som kan ses består den grundläggande strukturen av ekorrburens elektriska motorer av en fast och orörlig del, en rotor och andra delar, som visas i figuren nedan:

Den sällsynta jordartsmetallmotorn med permanentmagnet

Det är en ny typ av permanentmagnetmotor som växte fram i början av 1970-talet.

De magnetiska egenskaperna hos permanentmagnetmaterial från sällsynta jordartsmetaller är så utmärkta att de kan magnetiseras för att skapa ett starkt permanent magnetfält utan behov av ytterligare energi.

Den sällsynta jordartsmetallmotorn med permanentmagneter är inte bara mycket effektiv, utan har också en enkel struktur, pålitlig drift och är liten i storlek och lätt i vikt.

De kan uppnå hög prestanda (t.ex. hög effektivitet, hög hastighet, hög respons) som inte kan matchas av traditionella elektriskt exciterade motorer, och kan även göras till specialmotorer som kan uppfylla specifika driftskrav.

Högpresterande permanentmagnetmotorer för sällsynta jordartsmetaller är grunden för många nya teknologier och högteknologiska industrier.

I kombination med kraftelektronik och mikroelektronisk styrteknik kan den producera en mängd olika mekatroniska produkter med utmärkt prestanda, såsom CNC-verktygsmaskiner, bearbetningscentra, flexibla produktionslinjer, robotar, elfordon, högpresterande hushållsapparater, datorer och många fler.

Med utvecklingen av synkronmotorer med permanentmagneter kommer högeffektiva permanentmagnetsynkronmotorer för hög temperatur, högvakuum, elfordon, interna växelriktare, högt vridmoment vid låga hastigheter och självstart gradvis in i specifika applikationer.

På grund av de specifika prestandakraven för motorerna för olika driftsförhållanden, visar den allmänna utvecklingen av permanentmagnetmotorer gradvis vissa specifika egenskaper.

Hög effekt och ultrahög hastighet som utvecklingsriktning för permanentmagnetmotorer

För att öka induktionsmotorns märkeffekt, med förbehåll för en viss volym, är det nödvändigt att öka hastigheten på den elektriska växelströmsmotorn avsevärt.

Permanentmagnetmotorer för sällsynta jordarter kräver inte excitationslindningar, har en relativt enkel struktur, har ingen värmekälla i magnetfältsektionen, kräver inga kylanordningar, har hög koercitivitet av materialet.

Den kan anta större värden för luftspaltens längd, vilket gör det möjligt att öka hastigheten avsevärt.

Högpresterande riktning

Modern utrustning för bilindustrin ställer en mängd olika krav på hög prestanda.

Såsom krav på militär utrustning för att tillhandahålla en mängd olika högpresterande signalmotorer, mobila kraftverk, automationsutrustning med servosystem och sådana motorer, flyg med högpresterande, hög tillförlitlighet permanentmagnetmotor, kemisk fiberutrustning med höghastighetsregleringsnoggrannhet frekvens synkronmotor, CNC-verktygsmaskiner, bearbetningscentra, robotar med hög hastighet än servomotorer med permanentmagneter med sällsynta jordartsmetaller, dator med högprecisionssvingmotor och spindelmotor, etc., i riktning mot utveckling av speciella industrimotorer.

Utveckling i lätthetens riktning

Flyg- och rymdprodukter, elfordon, CNC-verktygsmaskiner, datorer, audiovisuella produkter, medicintekniska produkter, bärbara optiska mekatronikprodukter, etc., ställer alla strikta krav på induktionsmotorer för ekorrburar med liten storlek och låg vikt.

Den permanentmagnetiska synkronmotorn har utvecklats och tillämpats inom hissteknik för sin lilla storlek, energibesparing, goda kontrollprestanda, lätt att göra låghastighets direktdrift, eliminering av växelreduktionsanordning och hastighetsreglering genom frekvensändring.

Switched Reluctance Drive (SRD)

Det är den senaste generationen av steglöst hastighetskontrollsystem som utvecklats efter frekvenskontrollsystemet och det borstlösa DC-motorns hastighetskontrollsystem. Det är en integrerad högteknologi av ljus, elektrisk maskin och elektricitet som integrerar modern mikroelektronik, digital teknik, kraftelektronik, infraröd fotoelektrisk teknik och modern elektromagnetisk teori, design och produktionsteknik.

Den har ett hastighetskontrollsystem både DC, AC två typer av hastighetskontrollsystem fördelar.

Storbritannien, USA och andra ekonomiskt utvecklade länder på omkopplaren motvilja motorhastighetskontrollsystem forskning startade tidigare, och har uppnått betydande resultat, produkt effektnivå från några få w till hundratals kw, ofta används i hushållsapparater, flyg, flyg, rymd, elektronik, elektriska maskiner och elfordon och andra områden.

De konvexa polerna på statorn och rotorn på den switchade reluktansmotorn är laminerade från vanliga kiselstålplåtar, en process som minimerar virvelström och hysteresförluster i motorn.

Det finns inga lindningar eller permanentmagneter på rotorpolerna, inga kommutatorer, inga släpringar etc. Statorpolerna är lindade med koncentrerade lindningar och de två radiellt motsatta lindningarna är seriekopplade för att bilda en fas.

Den switchade reluktansmotorn är elektriska motorer som genererar vridmoment genom att använda ojämn rotorreluktans, även känd som en reaktiv synkronmotor, vars struktur och arbetsprincip skiljer sig mycket från traditionella synkrona AC-motorer och DC-motorer.

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".

Magneto-resistiv synkronmotor

Den är utvecklad från samma asynkronmotor av burtyp, vars rötor har ett lindningsmotstånd av gjuten aluminium av burtyp, men med en reaktionsslits som motsvarar antalet statorpoler (endast den konvexa delen av rollen, ingen excitationslindning och permanentmagneter) , används för att generera reluktanssynkront vridmoment.

Magneto-resistiva synkronmotorer är indelade i enfasmotorer, enfas kondensatordrift, enfas kondensatorstartande och enfas dubbelvärde kondensatortyper.

Användningsområden: reluktanssynkrona motorer används huvudsakligen inom industri- och jordbruksproduktion, transport, nationellt försvar, kommersiella och hushållsapparater, medicinsk och elektrisk utrustning, etc.

SWOT-analys av ovanstående fyra typer av elmotorer

1) Små och medelstora trefasa asynkronmotorer

Fördelar: hög tillförlitlighet, låg kostnad, hög teknisk mognad, hög marknadsandel.

Nackdelar: låg effektivitet hos vanliga motorer, låg teknisk tröskel, hård konkurrens, otillräcklig teknisk innovation.

Möjligheter: På platser med höga krav på tillförlitlighet i arbetsförhållandena kan ordinarie arbetsförhållanden uppfyllas och främjandet av högeffektiv industrimotor är i fokus för energisparande insatser.

Hot: Marknaden för permanentmagneter för sällsynta jordartsmetaller växer, särskilt på marknaden för högeffektiva motorer.

(2) Permanentmagnetmotorer för sällsynta jordartsmetaller

Fördel: inte bara hög effektivitet, utan också enkel struktur, pålitlig drift, men också liten storlek och låg vikt.

Nackdelar: Kostnaden är 30 % högre än asynkronmotorer, och avmagnetisering kommer att ske vid höga temperaturer under lång tid.

Möjligheter: oljefält, textil- och kemisk fiberindustri, keramik- och glasindustri samt fläktar och pumpar med lång årlig drifttid.

Marknadsandelen växer gradvis.

Hot: kan inte användas på platser med för mycket kraft, främst för att kostnaden är för hög och produktionsprocessen är svår.

(3) Switchade reluktansmotorer

Fördelar: enkel motorstruktur, låg kostnad, kan användas för höghastighetsdrift. Enkel och pålitlig strömkrets, stort startmoment, låg startström, lämplig för frekvent start och stopp, framåt och bakåt konvertering, bra hastighetsregleringsprestanda.

Nackdelar: högt ljud och betydande vridmomentpulsering vid låga hastigheter. Den måste användas med en kontroller, och kostnaden för båda tillsammans är hög. Det nuvarande effektområdet är 8kw-400kw och är endast lämpligt för speciella applikationer. I generella områden är fördelarna jämfört med asynkrona AC- och DC-växelriktares hastighetskontrollsystem inte uppenbara.

Möjligheter: elfordon, textilindustri, koksindustri, hushållsmaskiner, för områden där den kan användas till sin fördel, dvs områden som kräver högt startmoment, höga hastighetskrav, varma och fuktiga miljöer och frekventa slumpmässiga varv.

Hot: Problemet med höga ljudnivåer är svårt att övervinna och utvecklingen är begränsad.

(4) Synkrona reluktansmotorer

Fördelar: Jämfört med synkronmotorer med permanentmagnet reduceras kostnaden för motorn kraftigt under samma effektförhållanden, samtidigt som motorns användningsområde breddas och motordriftens tillförlitlighet förbättras. På grund av den enkla strukturen har rotorn inga elektromagnetiska förluster och kan undvika nackdelarna med att byta reluktansmotorer som högt brus och betydande vridmomentpulsering vid låga hastigheter.

Nackdelar: låg effektfaktor och låg effekt jämfört med asynkronmotorer av samma storlek.

Möjligheter: Industri- och jordbruksproduktion, transport, försvar, kommersiella och hushållsapparater, medicinsk och elektrisk utrustning, etc.

Hot: På forskningsstadiet.

Den nuvarande forskningen handlar om motorer med fraktionerad hästkraft, som har liten plats i AC-system.

Jämförande analys av motorprodukter

Från en jämförande analys av de olika konkurrenskraftiga produkterna på flera nivåer är den lilla och medelstora trefasa asynkronmotorn fortfarande den tekniskt mest mogna produkten med störst marknadsandel.

Men i framtiden behöver vi optimera processen ytterligare, förbättra tekniken och göra ytterligare förbättringar vad gäller effektivitet och kompaktitet för att upprätthålla en hög konkurrenskraft.

Välkommen att kontakta Dongchun motor för att få en kostnadsfri offert på trefas asynkronmotor enligt följande;

Kontrollera från elmotortillverkaren enligt nedan;

Få en kostnadsfri offert från Dongchun motor

Om det finns några kommentarer, välkommen att lämna ett meddelande till mig.