에너지 의식과 지속가능성 의무에 의해 점점 더 정의되는 시대에, 매우 능률적인 전동기 새로운 높이에 도달했습니다. 국제 전기 기술위원회(국제 전기 기술위원회) 효율 등급 오늘날 상업적으로 이용 가능한 모터 효율의 정점을 나타냅니다. 이 까다로운 표준을 지속적으로 달성하고 능가 할 수있는 기술 중에서 영구 자석 동기 모터가 두드러집니다. 그들의 유일한 디자인 원리는 그(것)들을 지나치게 요구하는 신청을 위한 선택의 기술에게 하는 뜻깊은 에너지 절약 및 조작상 이점을 자물쇠로 엽니다.
표준은 모터 효율 클래스를 정의합니다. "초 프리미엄 효율성"을 나타내는 계층 즉,5 개의 모터는 평균 즉,3(프리미엄 효율)모터보다 20%더 효율적이어야 하며,즉,4(슈퍼 프리미엄 효율)모터보다 약 15%더 효율적이어야 합니다. 모터 내의 모든 고유한 손실을 최소화해야 합니다:
1. 구리 손실(나는&슈퍼 2;아르 자형):고정자 및 회 전자 권선의 저항 손실.
2. 철 손실(코어 손실):마그네틱 스틸 라미네이션에서 히스테리시스 및 와전류 손실.
3. 길잃은 짐 손실:고조파,불완전 및 누설 플럭스로 인한 추가 손실.
4. 마찰 및 풍차 손실:베어링 및 공기저항으로 인한 기계적 손실.
5. 로터 손실:인덕션 전동기에서는 중요하지만,전신전동기에서는 최소화됩니다.
그러나 이를 달성하기 위해서는 정교한 설계 최적화가 필요합니다:
1. 영구 자석 이점:
&황소;로터 손실의 제거:근본적인 이유 오후 시간 엑셀. 자기장을 생성하기 위해 로터에 내장되거나 장착되는 고에너지 영구 자석을 사용합니다. 이것은 거의 모든 로터 전기 손실을 제거합니다.특히 부분 부하에서 전자 장치의 비효율성에 큰 기여를 합니다.
높은 전력 밀도 및 토크:강력한 희토류 자석(네오디뮴 철 붕소와 같은)은 소형 로터에서 높은 자속 밀도를 가능하게하여 주어진 프레임 크기에 대해 더 높은 토크 출력을 제공합니다.
2. 진보된 고정자 디자인:
&황소;고품질 라미네이션:초박형,고급 전기 강철 라미네이션(종종 특수 코팅 포함)은 코어(철)손실을 대폭 줄이는 데 사용됩니다. 최적화 된 슬롯 설계는 플럭스 밀도 변화를 최소화.
&황소;정밀 권선:집중 또는 분산 권선은 낮은 저항에 최적화되어 있습니다(가능한 큰 구리 단면을 사용하여)최소한의 고조파 내용. 자동적인 감기 기계는 견실함과 단단한 패킹을 지킵니다. 저손실 단열 시스템이 사용된다.
이 소프트웨어는 자기 회로를 세 심하게 모델링하고 최적화하여 길잃은 손실을 최소화하고 로터 자석과의 플럭스 연계를 극대화하는 데 사용됩니다. 에어 갭 치수는 엄격하게 제어됩니다.
3. 열 관리:
&황소;낮은 손실=적은 열:피엠에스 디자인의 본질적으로 낮은 손실은 크게 열 발생을 감소.
&황소;향상된 냉각:낮은 손실에도 불구하고,효율적인 열 분산은 신뢰성과 유지 성능에 대한 중요한 남아있다. 설계는 종종 최적화된 냉각 핀,통합 냉각 팬(일반적으로 최소한의 에너지 사용을 위해 별도로 구동되는)과 점점 더 높은 전력 응용을위한 액체 냉각 재킷을 갖추고 있습니다.
4. 재료 과학:
고에너지 자석:고에너지 자석은 가장 높은 에너지 밀도를 제공합니다. 저비용 또는 희토류 의존성이 낮은 자석에 대한 연구가 진행 중이지만,현재 이 자석은 희토류 의존성이 낮은 자석에 대한 연구가 진행되고 있다.
&황소;저손실 강철:낮은 히스테리시스 및 와전류 손실을 가진 전기 강철의 지속적인 개발은 매우 중요합니다.
의 전체 잠재력과 효율성 혜택을 달성 2015 년 일치에 의해 독점적으로 제공되는 정확한 통제를 요구합니다, 가변 주파수 드라이브 (2):
1. 동시 가동:고정자에 회전하는 자기장을 생성하여 로터의 영구 자석 위치(센서에 의해 감지되거나 센서없이 추정됨)와 정확하게 동기화됩니다. 이 동기화는 모터의 높은 효율과 동적 성능의 핵심입니다.
2. 최적의 플럭스 제어:고급 제어 알고리즘(예:필드 지향 제어 초점 또는 직접 토크 제어)로터 플럭스를 기준으로 고정자 전류 벡터를 최적화합니다. 이것은 주어진 토크 출력에 대한 전류를 최소화하여 특히 전자 장치가 비효율적으로 악명 높은 부분 부하에서 구리 손실을 크게 줄입니다.
3. 넓은 속도 범위 가동:부드러운 시동(돌입 전류 제거)과 전체 작동 범위에서 정밀한 속도/토크 제어를 가능하게합니다.
4. (선택)재생하는 기능:제동 에너지를 그리드에 다시 공급할 수 있어 감속이 빈번한 어플리케이션에서 시스템 효율을 더욱 향상시킵니다.
초고 효율,컴팩트 한 크기,높은 전력 밀도,우수한 동적 응답 및 우수한 부분 부하 효율의 조합은 다음을 위해 이상적입니다:
1. 펌프&팬:공조 시스템,물 처리 및 산업 공정을 지배합니다. 이러한 부하는 종종 전체 용량 이하로 작동하기 때문에 우수한 부분 부하 효율은 엄청난 장점입니다. 에너지 절약은 1~3 년 이내에 회수되는 경우가 많습니다.
2. 압축기:제조 및 냉동 시스템의 공기 압축기. 높은 효율은 주요 산업 에너지 소비자인 압축 공기 비용을 직접 낮출 수 있습니다.
3. 컨베이어 및 자재 취급:특히 가변 속도,정밀 제어 및 높은 시동 토크가 필요한 시스템에서. 재생 드라이브는 쇠퇴하는 컨베이어에서 제동 에너지를 포착할 수 있습니다.
4. 공작 기계:높은 동적 응답,정밀한 속도 제어 및 컴팩트 한 사이즈는 수치 제어 머시닝 센터,선반 및 로봇 공학에 매우 중요합니다.
5. 전기 자동차(견인):자동차 설계가 고도로 전문화되어 있지만,높은 효율과 전력 밀도의 핵심 원칙은 전기차 구동 트레인의 기본입니다.
6. 재생 에너지 시스템:풍력 터빈의 발전기와 태양광 발전소의 보조 드라이브는 고효율의 이점을 누릴 수 있습니다.
&황소; 초기 비용 2015 년 12 월 15 일(금)~2015 년 12 월 15 일(금)~2015 년 12 월 15 일(금) 인덕션 모터. 그러나 상당히 낮은 운영 비용(에너지 절약)은 일반적으로 특히 지속적으로 작동하는 응용 프로그램에서 강력한 총 소유 비용과 빠른 회수를 초래합니다.
&황소; 희토류 자석 의존성 및 비용 변동성:내연기관 자석에 대한 의존은 휘발성 희토류 시장과 모터 비용을 연결하고 공급망 문제를 제기합니다. 완화 전략에는 낮은 자석 질량을 위한 설계 최적화와 대체 자석 기술에 대한 연구가 포함됩니다.
&황소; 소자 위험:매우 높은 온도 또는 결함 전류는 잠재적으로 로터 자석을 탈자 할 수 있습니다. 신중한 열 설계 및 드라이브 보호가 필수적입니다.
&황소; 고조파 왜곡 요구 사항:필수 가상 화폐는 비용과 복잡성을 추가합니다. 또한 고조파 왜곡을 전원 공급 장치에 도입하여 민감한 환경에서 완화(필터)가 필요합니다.
&황소; 시스템 통합:최적의 성능은 모터,드라이브 및 제어 시스템의 세심한 매칭이 필요합니다.
이 기술은 최종 포인트가 아닙니다. 추세는:
추가 효율성 향상:지속적인 재료 과학(강철,자석,단열재),전자기 최적화 및 마찰/풍속 손실 감소.
모터와 모터가 하나의 유닛으로 결합되면 케이블 연결,손실,설치 공간 및 설치 복잡성이 줄어듭니다.
고급 냉각:더 높은 전력 밀도와 더 나은 열 관리를 위해 액체 냉각의 광범위한 채택.
디지털화 및 스마트 모터:온도,진동 및 성능 모니터링을 위한 임베디드 센서로 예측 유지보수 및 최적화된 에너지 관리를 가능하게 합니다.
지속 가능한 자석 솔루션:희토류 함량이 감소하거나 더 풍부한 재료를 사용하여 자석의 개발을 가속화합니다.
모터 변혁을 나타냅니다. 전기 모터 기술의 도약. 정교한 전자기 디자인,진보된 물자와 결합된 영구 자석의 고유한 효율성 이점을 이용해서, 정밀 제어,그들은 전례없는 에너지 절감을 제공합니다. 초기 비용이 더 높지만,특히 가변 토크 및 펌프,팬 및 압축기와 같은 연속 작동 응용 분야에서 운영 비용이 급격히 감소하여 투자 수익이 우수하고 글로벌 에너지 효율 및 탄소 감축 목표에 크게 기여합니다. 기술 발전과 비용이 적당함에 따라, 고성능,지속 가능한 산업 모션의 새로운 표준이 될 준비가 되어 있습니다.
