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永磁同步电机

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应用背景

在工业控制领域中,电机作为核心动力设备,在选择时除了要满足生产工艺的严格要求外,还要考虑安全性、经济性和可靠性等因素。长期以来,其异步电机以其结构简单,制造容易,价格低廉、运行可靠等优点被广泛使用。随着近些年来新型稀土永磁材料的快速发展,由钕铁硼等高导磁材料作为电机转子的永磁同步电机 (PMSM,Permanent Magnet Synchronous Motor)是这一时代的新兴产物。
永磁同步电动机以其本身转矩密度高,启动转矩大,转速恒定,功率因数高和效率高等特点,已被广泛推广到工控的各个领域,逐步替代了一些异步电机。PMSM: motor 是指根据电机的反电动势进行区分定义的电机:正弦反电势的永磁同步电机。根据永磁体在转子上的安装位置可以分为表贴式和内置式,常见的高压永磁同步电机属于内置式结构;根据反电势特征有可分为正弦型和梯形波型,常见的高压永磁同步电机属于正弦型反电势;有些场合,转子上还配有启动绕组,除了变频启动调速外,也可以直接启动。
        PMSM相对异步电机来说,更适合设计成低额定频率或低额定转速,这样从应用来讲,省去了异步电机低速应用场合必须通过齿轮箱传递能量的环节,使得整个系统的效率大大提高,例如矿用皮带机,磨机,回转窑等就是典型应用。以前采用的交流传动需要一个变速齿轮机构来将电机的转距传递到轮轴上,而采用永磁同步电机可以将电机整体地安装在轮轴上,形成整体直驱系统,即一个轮轴就是一个驱动单元,省去了一个齿轮箱。

面临的挑战

永磁同步电机工频启动一直是一个难题。因此,长期限制了永磁同步电机的应用领域。在转子无启动绕组的情况下,永磁同步电机如何平稳启动,以及如何扩展到大功率超大功率负载上一直是个难题,也限制了永磁同步电机的应用领域。

我们的解决方案

现代的工业设计已不仅仅是器件选型,更是系统级解决方案,它不单是技术本身,而是长期的综合能效,我们的产品会考虑到以下几点:
1. 产品层面:我们提供永磁电机专用的Harsvert系列高压变频器。原有采用永磁同步电机闭环磁通矢量控制方式,虽然转矩响应快,转速精度高,低速性能良好,但是需要电机编码器反馈,在布线使用上不及异步电机方便。因此,我们针对性永磁同步电机的特点,推出了无位置传感器方案,根据负载和工艺需求,量身打造不同的应用方案。在一些需要转速精度高,转矩响应快的场合,我们采用有传感器矢量控制方案;在一般场合,比如常规的风机和泵类应用,我们推出无传感矢量控制方案。
2. 服务层面:全生命周期数字化服务平台变频顾问(Drive Advisor),依托于施耐德EMOP云平台,通过其数据分析与算法能力,结合数字化运营中心的专家服务,为用户提供线上线下贯通的数字化服务。帮助用户及时了解设备情况,预防潜在的设备风险。具体功能包括:数据实时监测、报警、派工系统、维护计划、智能报告和数字化设备档案,在电脑端和手机端均可使用。

给客户的价值

1. 节能增效
2. 无位置传感器的方案,减少了编码器,使用更加便捷
3. 延长设备寿命
4. 综合保护可最大程度地减少电动机故障

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