Domeniul de aplicare al motorului electric

Dintre diferitele tipuri de motoare electrice, cel mai utilizat este motorul asincron AC (cunoscut și sub denumirea de motor cu inducție). Este convenabil de operat, fiabil în performanță, rentabil-și robust din punct de vedere structural, dar are un factor de putere relativ scăzut și o reglare dificilă a vitezei. Pentru aplicații cu putere-înaltă, cu viteză redusă-, se folosesc în mod obișnuit motoare sincrone (vezi motorul sincron). Motoarele sincrone nu numai că se laudă cu un factor de putere mare, dar mențin și o viteză independentă de mărimea sarcinii, determinată exclusiv de frecvența rețelei. Acestea funcționează cu o stabilitate mai mare. În scenariile care necesită controlul vitezei pe o gamă largă de-, motoarele de curent continuu sunt utilizate frecvent. Cu toate acestea, acestea prezintă comutatoare, structuri complexe, costuri ridicate și provocări de întreținere, ceea ce le face nepotrivite pentru medii dure. Începând cu anii 1970, progresele în electronica de putere au maturizat tehnologia de reglare a vitezei motorului de curent alternativ, reducând costurile echipamentelor și permițând adoptarea sa pe scară largă. Puterea nominală a unui motor se referă la puterea mecanică maximă pe care o poate suporta în ciclurile de funcționare specificate (funcționare continuă, de scurtă durată-sau periodică intermitentă) fără supraîncălzire, iar parametrii de funcționare trebuie să respecte specificațiile de pe plăcuța de identificare. În timpul funcționării, este esențial să se potrivească caracteristicile de sarcină cu performanța motorului pentru a preveni eliberarea sau blocarea. Motoarele electrice acoperă o gamă extinsă de putere, de la miliwați la megawați. Operarea și controlul lor sunt extrem de convenabile, având capacități de auto-pornire, accelerare, frânare, inversare și menținere. De obicei, puterea de ieșire a motorului variază în funcție de viteza de rotație în timpul reglării vitezei.

Motoarele cu-eficiență ridicată pot înlocui motoarele din seria JO2 cu motoare asincrone CA din seria Y, fără a fi constrânse semnificativ de tipurile de motoare. Prin urmare, toate aplicațiile care implică motoare asincrone de curent alternativ pot fi înlocuite cu motoare din seria Y. Potențialul de piață al motoarelor din seria Yx este limitat de capacitatea acestora. În principiu, motoarele asincrone cu curent alternativ sub 90kW pot fi înlocuite cu motoare din seria Yx cu eficiență ridicată-. Capacitatea instalată a motoarelor asincrone cu curent alternativ sub 90 kW reprezintă aproximativ 30% din capacitatea totală a motoarelor asincrone cu curent alternativ.

În ultimul deceniu, guvernul chinez s-a angajat să promoveze tehnologia de reglare a vitezei motoarelor, care a fost adoptată în diferite grade în diferite industrii. Conform sondajelor efectuate de sectoare precum petrol, energie, materiale de construcție, oțel, metale neferoase, cărbune, produse chimice, fabricarea hârtiei și textile, industria petrolului, a materialelor de construcții și industria chimică au realizat aplicații relativ mai bune ale reglării vitezei motoarelor. Dintre cele 400 de milioane de kW de sarcini ale motorului, aproximativ 50% experimentează fluctuații de sarcină, 30% dintre aceste fluctuații fiind abordabile prin reglarea vitezei motorului. Prin urmare, luând în considerare numai capacitatea pieței, există o piață potențială pentru aproximativ 60 de milioane de kW de motoare cu viteză-reglată. Capacitatea totală instalată a diferitelor motoare a Chinei a depășit 400 de milioane de kW, motoarele asincrone reprezentând aproximativ 90%, motoarele mici și mijlocii-de aproximativ 80%, iar motoarele care acţionează ventilatoare, pompe, compresoare și utilaje similare totalizând aproximativ 130 de milioane de kW. Motoarele mici și mijlocii-cuprind acum peste 152 de serii, 842 de tipuri și peste 4.000 de specificații. În ultimii ani, departamentele relevante, cum ar fi industria de mașini, au promovat cu putere eforturile de conservare a energiei motoarelor, organizând institute de cercetare și întreprinderi pentru a proiecta și dezvolta diverse motoare-economisind energie. Au fost emise măsuri de reglementare pentru a elimina treptat 63 de modele de motoare cu consum mare de-energie-și de a promova 24 de modele de motoare-economisitoare de energie, obținând anumite rezultate. Aceste produse de-economisire a energiei sunt împărțite în principal în două categorii: una este-motoare cu eficiență ridicată concepute pentru a îmbunătăți eficiența motorului, iar cealaltă este motoarele cu-viteză reglată.

Motorul de curent continuu fără perii este format din corpul motorului și unitatea de antrenare, ceea ce îl face un produs integrat electromecanic tipic. Înfășurările statorice ale motorului sunt în mare parte conectate într-o configurație în stea simetrică trifazată, care este foarte asemănătoare cu cea a unui motor asincron trifazat. Rotorul motorului este echipat cu magneți magnetizați permanent. Pentru a detecta polaritatea rotorului motorului, în interiorul motorului este instalat un senzor de poziție. Unitatea de antrenare este compusă, printre altele, din dispozitive electronice de putere și circuite integrate, iar funcțiile sale includ: primirea semnalelor de pornire, oprire și frânare de la motor pentru a controla funcționarea acestuia; acceptarea semnalelor senzorului de poziție și a semnalelor înainte/înapoi pentru a regla comutarea tuburilor de putere din puntea invertorului, generând astfel un cuplu continuu; primirea de semnale de comandă de viteză și feedback pentru a controla și regla viteza de rotație; și furnizarea de funcții de protecție și afișare, printre altele.

Deoarece motoarele de curent continuu fără perii funcționează în modul auto-controlat, nu necesită înfășurări suplimentare de pornire pe rotor, cum ar fi motoarele sincrone cu reglare a vitezei de frecvență variabilă, și nici nu suferă oscilații sau trepte în timpul schimbărilor de sarcină. Pentru motoarele de curent continuu fără perii de capacitate medie și mică-, magneții permanenți sunt fabricați în mod obișnuit din materiale-magnetice-de înaltă energie-neodim fier bor (Nd-Fe{-B). Drept urmare, motoarele fără perii cu magnet permanent cu pământ rare sunt mai mici decât motoarele asincrone cu trei-faze cu aceeași capacitate. În ultimele trei decenii, cercetările privind reglarea vitezei cu frecvență variabilă pentru motoarele asincrone s-au concentrat în esență pe găsirea unor modalități de control al cuplului acestora. Motoarele de curent continuu fără perii cu magnet permanenți de pământ rare-demonstrează, fără îndoială, avantaje în reglarea vitezei datorită gamei lor largi de viteze, dimensiunilor compacte, eficienței ridicate și erorii minime de-stare constantă. Motoarele de curent continuu fără perii, care moștenesc caracteristicile motoarelor de curent continuu cu perii, funcționând și ca dispozitive de conversie a frecvenței, sunt cunoscute și ca convertoare de frecvență CC, termenul recunoscut internațional fiind BLDC. În ceea ce privește eficiența operațională, cuplul-la viteză redusă și precizia vitezei, motoarele de curent continuu fără perii depășesc orice convertor de frecvență cu tehnologie de control, făcându-le demne de atenția industriei. Produsul a fost deja fabricat cu capacități care depășesc 55 kW și poate fi proiectat până la 400 kW, răspunzând nevoilor industriale de economisire a energiei și soluții de-înaltă performanță.