なぜ永久磁石モーターがますます人気になっているのか

近年、最も注目を集めている電動モーター産業は間違いなく永久磁石モーターであり、それはますます人気を博しています。このような大きな注目を集める理由は、エネルギー節約と環境に優しい経済発展モデルの推進力にあるだけでなく、永久磁石モーター自体の特性にもあります。

高エネルギー永久磁石材料、強磁性材料、パワー電子技術の最新の成果は、ロボット、航空宇宙、電動工具、発電機、新エネルギー、各種医療機器、電気自動車やハイブリッド車など、永久磁石モーターの応用分野を大幅に拡大しました。永久磁石モーターはいたるところで使用されており、例外なく、ブラシレスDCモーターや同期モーター、誘導モーターなどの従来のモーターを上回る多くの利点があることを示しています。

(1) ロータの銅損がゼロであり、これにより自然効率が向上します；

(2) 単位体積あたりの駆動トルクと出力が高く、コンパクトな設計が可能です；

(3) スリップリング、位相変換器、炭素ブラシなどを排除することで、モーターの構造とメンテナンスが簡素化されます；

(4) 伝統的なモーターと比較して、エアギャップ磁束密度が比較的高く、これによりより優れた動的性能が得られます；

(5) 高い功率因数で動作できます；

(6) 簡単な六相スイッチング電圧源を使用して、精密なトルク、速度、位置制御を実現できます。

永磁同期モーターは、主にローターやエンドカバー、ステータなどの各种部品で構成されています。永磁同期モーターのステータ構造は普通の誘導モーターと非常に似ています。ロータ構造と非同期モーターの最大の違いは、高品質な永磁極がローターに設置されていることです。ローター上の永磁の位置によって、永磁同期電動機は通常、表面型ロータ構造と内蔵型ロータ構造に分けられます。

永久磁石の配置は電動機の性能に大きな影響を与えます。表面型ロータ構造では、永久磁石がロータコアの外側に位置しています。このタイプのロータ構造はシンプルですが、非同期トルクが非常に小さく、始動要件が低い状況でのみ使用され、ほとんど使われていません。内蔵型ロータ構造では、永久磁石はスQUIRRELケージガイドバーとシャフトの間の鉄心内にあり、優れた始動性能を持っています。ほとんどの永久磁石同期モーターはこの構造を採用しています。

永久磁石同期モータの起動と動作は、ステータコイル、ロータのケージコイル、および永久磁石によって生成される磁界の相互作用によって形成されます。モータが停止している状態で、ステータコイルに3相対称電流が供給され、ステータ回転磁界が生成されます。ステータ回転磁界は、ロータの回転に対して相対的にケージコイルに電流を発生させ、ロータ回転磁界を形成します。ステータ回転磁界とロータ回転磁界の相互作用によって発生する非同期トルクにより、ロータが停止状態から加速します。この過程において、ロータの永久磁界とステータ回転磁界の速度が異なり、これにより変動トルクが発生します。

ロータが同期速度に近い速度まで加速すると、ロータの永久磁石の磁界とステータの回転磁界の速度がほぼ等しくなります。ステータの回転磁界の速度は、ロータの永久磁界の速度よりもわずかに高く、その相互作用によりトルクが発生し、ロータを同期運転に引き込みます。同期運転中、ロータ巻線には電流が流れません。このとき、ロータ上の永久磁石のみが磁界を生成し、それはステータの回転磁界と相互作用して駆動トルクを生成します。これより、永久磁石同期モータはロータ巻線の非同期トルクによって起動することが推測されます。起動後、ロータ巻線は機能しなくなり、駆動トルクは永久磁石とステータ巻線が生成する磁界の相互作用によって発生します。

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