Relazione tra avvolgimenti statorici e prestazioni dei motori sincroni a magneti permanenti

Motore sincrono a magneti permanenti PMSM costituisce il cuore della moderna tecnologia di trasmissione di potenza, contribuendo quindi notevolmente a quelle aree in cui la tecnologia è stata messa in applicazione: dai veicoli elettrici e dalla conversione dell'energia eolica all'automazione industriale. Essendo la sua parte, non è possibile liberarsi del - il motore; pertanto, l'influenza esercitata dall'avvolgimento dello statore diventa profondamente radicata sulle prestazioni generali del PMSM.

Caratteristiche strutturali dell'avvolgimento statorico e suo impatto sulle prestazioni del motore

Il design è considerato uno degli aspetti più importanti nello sviluppo di un motore che realizzi buone prestazioni. Una corretta concettualizzazione della natura strutturale di un avvolgimento dello statore supporta gli sforzi di ottimizzazione in termini di prestazioni e affidabilità. I ​​fattori chiave che influenzano tale capacità sono il design e le prestazioni e saranno quindi discussi come segue: materiale del filo, area della sezione trasversale, numero di spire, densità di corrente, tipo di slot e pienezza dello slot.

Materiale del filo e area della sezione trasversale

Materiali comuni: rame e alluminio

• Proprietà della conduttività elettrica: il rame e l'alluminio trovano un'immensa applicazione grazie al loro alto grado di conduttività elettrica. Tra i due, il rame ha una conduttività migliore e quindi trova applicazioni più ampie nella maggior parte dei campi.

Area della sezione trasversale

• L'effetto dell'area della sezione trasversale sulla resistenza dell'avvolgimento: la resistenza offerta dall'avvolgimento è direttamente proporzionale
• Relazione con l'efficienza e l'aumento della temperatura: diminuisce aumentandolo. Si risparmia energia elettrica che viene dissipata sotto forma di calore; quindi, l'efficienza del motore aumenta e si riduce l'aumento della temperatura.
• Vantaggi di aree trasversali più grandi:
  • LResistenza ridotta: Si traduce in uno spreco minimo di energia, quindi ci sono migliori prestazioni
  • Diminuzione della perdita di energia: Aumento dell'efficienza del motore
  • miglioramento dell'efficienza del motore y: così come l'efficienza operativa

Numero di spire e densità di corrente

Numero di giri

• Influenza sul riempimento dello slot e sul flusso di corrente Pa:Il numero di spire nell'avvolgimento influirà sul modo in cui l'avvolgimento riempirà effettivamente la fessura e quindi sul percorso del flusso di corrente.
• Effetti sulla coda Tor elettromagnetica: Aumentando il numero di giri aumenta la coppia elettromagnetica del motore.
• Considerazioni sull'aumento della resistenza e sul consumo di rame:: L'aumento del numero di giri comporta un aumento della resistenza e del consumo di rame; pertanto, è necessario trovare un equilibrio ottimale per ottimizzare le prestazioni del motore.

Densità corrente

• Definizione e significato: Corrente attuale che scorre per unità di area di un conduttore in un flusso.
• Fattori che influenzano la densità di corrente:
  • Area della sezione trasversale del filo:Un'area più ampia può sopportare più corrente senza riscaldamento.
  • Quantità di corrente: Somma della corrente che scorre attraverso l'avvolgimento.
• Conseguenze di un'eccessiva densità di corrente:
  • Potenziale di surriscaldamento: una densità di corrente troppo elevata genererebbe calore in eccesso.
  • Impatto sull'affidabilità del motore: Riduce la durata e l'affidabilità di qualsiasi motore.

Tipo di slot e riempimento slot

Tipo di slot

• Disegni comuni: Le tre configurazioni standard delle fessure per le ferite sono quella rettangolare, trapezoidale e semicircolare.
• Impatto sulla disposizione degli avvolgimenti e sulla dissipazione del calore:La geometria influisce sulla configurazione dell'avvolgimento e quindi sulla dissipazione del calore.

Pienezza dello slot

• Definizione e importanza: La pienezza dello slot può essere definita come la proporzione di conduttori occupati in uno slot rispetto all'intera area dello slot.

• Effetti dell'elevata pienezza degli slot:
  • Sfide di dissipazione del calore: Un elevato riempimento degli slot potrebbe influire negativamente sulla buona dissipazione del calore.
  • Sfide di dissipazione del calore: Una scarsa dissipazione del calore dà origine a punti caldi.
  • Impatto sulle prestazioni di isolamento e sulla durata del motore: Un calore eccessivo provocherà il deterioramento dell'isolamento e quindi ridurrà la durata utile del motore.

Conclusione

In generale, i progetti includono caratteristiche del materiale del filo, l'area delle sezioni trasversali, il numero di spire, la densità di corrente, il tipo di slot e tutte le caratteristiche vitali, poiché l'influenza di ciascuna di esse colpisce fortemente le prestazioni del motore e l'affidabilità. Inoltre, per ottenere un'elevata efficienza e una potenza elevata durante il funzionamento, si dovrebbe considerare l'ottimizzazione di ciascuna.

Proprietà elettromagnetiche dell'avvolgimento dello statore e suo impatto sulle prestazioni del motore

L'avvolgimento dello statore svolge un ruolo molto importante nella generazione del campo magnetico rotante nel motore. Le sue prestazioni elettromagnetiche hanno una grande influenza sulla coppia in uscita, sull'efficienza e sulla fluidità di funzionamento del motore.

Distribuzione del campo magnetico: il campo magnetico dell'avvolgimento deve accoppiarsi al campo magnetico del magnete permanente per produrre una coppia elettromagnetica costante. Una progettazione ragionevole dell'avvolgimento può ottimizzare la distribuzione del campo magnetico, ridurre il contenuto armonico, t, e abbassare la pulsazione di coppia per migliorare il funzionamento regolare del motore.

Induttanza e resistenza: l'induttanza dell'avvolgimento influenza la risposta dinamica e la forma d'onda della corrente nel motore. Con un'induttanza maggiore, può contenere efficacemente la brusca variazione di corrente e l'interferenza elettromagnetica. Tuttavia, ciò può aumentare la costante di tempo elettrica del motore. La resistenza tiene conto dell'energia dell'avvolgimento trasformata in calore. Una resistenza minore promuoverà il miglioramento dell'efficienza del motore.

Prestazioni termiche dell'avvolgimento dello statore e suo impatto sulle prestazioni del motore

Le prestazioni termiche relative agli avvolgimenti dello statore sono un fattore molto critico nel normale funzionamento e nell'affidabilità del motore. Una corretta gestione termica può evitare problemi come l'invecchiamento dei materiali isolanti, la fusione dei fili e il miglioramento dell'efficienza e della durata di servizio dei motori.

Aumento della temperatura

• Necessità di controllare l'aumento della temperatura:
  • L'aumento della temperatura deve rientrare nei limiti consentiti per evitare danni al motore.
• Conseguenze di un aumento eccessivo della temperatura:
  • Invecchiamento dell'isolamento, che può causare guasti elettrici.
  • Fusione dei fili, con conseguente malfunzionamento dei motori.

Dissipazione di calore

• Considerazioni sulla progettazione per un'efficace dissipazione del calore:
  • Impostazione dei canali di dissipazione del calore: I canali attraverso i quali deve fuoriuscire il calore devono essere progettati in modo appropriato.
  • Conduttività termica del materiale isolante: Anche il materiale isolante deve avere una buona conduttività termica per condurre il calore lontano dagli avvolgimenti.
  • Scambio termico tra avvolgimento e mezzo di raffreddamento: Lo scambio termico tra l'avvolgimento e il mezzo di raffreddamento è ottimizzato per una dissipazione complessiva ottimale del calore dell'avvolgimento.

Classe Termica dei Materiali Isolanti

• Importanza della classe termica per l'affidabilità:
  • La classe termica definisce la temperatura massima che il materiale isolante può sopportare senza deteriorarsi.
• Effetto delle alte temperature sull'invecchiamento dei materiali isolanti:
  • Maggiore è la temperatura, maggiore è la velocità di invecchiamento e più brevi sono la durata e le prestazioni dell'isolamento.

Forza elettrica

• Impatto della temperatura sulle prestazioni elettriche:
  • Le alte temperature indeboliscono la resistenza elettrica dei materiali isolanti.
• Rischi di cortocircuiti tra le svolte dovuti a un isolamento deteriorato:
  • Un isolamento invecchiato rende l'avvolgimento più vulnerabile ai cortocircuiti tra spire.

Resistenza meccanica

• Durabilità meccanica dei materiali isolanti sotto stress termico:
  • I materiali isolanti non devono perdere resistenza meccanica sotto stress termico.
• Importanza del mantenimento dell'integrità meccanica per l'affidabilità del motore:
  • La robustezza meccanica si riferisce alla garanzia che l'isolamento funzioni correttamente, quindi che non si verifichino guasti, aumentando così l'affidabilità dei motori.

Selezione e lavorazione dei materiali isolanti

• Criteri per la scelta dei materiali isolanti appropriati:
  • Le proprietà termiche, elettriche e meccaniche sono confrontabili con le condizioni operative di un motore.
• Tecnologie di elaborazione per migliorare le prestazioni termiche e soddisfare i requisiti operativi:
  • Le tecnologie di lavorazione migliorano la stabilità termica dei materiali avanzati.

In generale, sull'avvolgimento dello statore stesso, la gestione termica è soggetta a una corretta governance dell'aumento di temperatura, mantenendo al contempo l'efficacia negli aspetti correlati alla dissipazione del calore. La selezione e il trattamento dei materiali isolanti per resistere allo stress termico influenzeranno anche le resistenze elettriche e meccaniche. La gestione termica dell'avvolgimento del motore ottimizzerà la sua efficienza, affidabilità e durata con maggiore efficacia.

Processo di produzione dell'avvolgimento dello statore e suo impatto sulle prestazioni del motore

Nel processo di fabbricazione, la qualità influisce sull'avvolgimento dello statore e, in generale, sulle prestazioni del motore.

Processo di avvolgimento: Il processo di avvolgimento deve essere tale che i fili siano ben compattati e strettamente impacchettati per evitare che si incrocino tra loro e, tra gli altri fenomeni, disallineamenti; durante questa operazione, la tensione di avvolgimento deve essere moderata per evitare danni all'isolamento o al circuito stampato da spira a spira dovuti a un filo troppo teso o troppo lento.

Trattamento di isolamento: A migliorare la resistenza elettrica e meccanica, il trattamento di isolamento verrà effettuato dopo l'avvolgimento. I trattamenti di isolamento generali sono l'immersione della vernice e l'avvolgimento del nastro isolante, ecc. Durante il processo di trattamento di isolamento, lo spessore dell'isolamento deve essere uniforme per evitare sprechi di materiale isolante; inoltre, lo strato di isolamento deve adattarsi perfettamente al filo.

Ispezione di qualità: gli avvolgimenti finiti devono essere sottoposti a test di qualità, che includono l'ispezione dell'aspetto, la misurazione delle dimensioni e il test delle prestazioni elettriche. L'essenza del test di qualità risiede nel fatto che l'avvolgimento possa soddisfare i requisiti di progettazione e proteggere l'intera prestazione di un motore.

Conclusione

L'avvolgimento dello statore è strettamente correlato alle prestazioni del motore sincrono a magnete permanente. Poiché efficienza, densità di potenza, fluidità di funzionamento e affidabilità dipendono tutte dalla progettazione ottimale dell'avvolgimento e del processo di fabbricazione, è qui che tutti questi aspetti possono ottenere un importante miglioramento grazie a una scelta ponderata dei materiali. Mentre in futuro si faranno continuamente enormi progressi scientifici e tecnologici, uno sviluppo più rapido del nuovo settore energetico sarà condotto in modo più approfondito e ampio nelle relazioni tra gli avvolgimenti dello statore e le prestazioni dei motori sincroni a magnete permanente.

ENNENG  è un'azienda high-tech che ha una R&S professionale di motori sincroni a magneti permanenti. I motori progettati dall'azienda possono essere ad alta e bassa tensione, con bassa velocità e coppia elevata. I motori dell'azienda si trovano in quasi tutti i settori, che possono includere miniere d'oro, miniere di carbone, fabbriche di pneumatici, pozzi di petrolio e impianti di trattamento delle acque.

Rispetto ai motori tradizionali, i motori ENNENG PMSM hanno un'efficienza energetica molto più elevata; pertanto, fanno risparmiare molto ai clienti in termini di energia. Hanno anche un'ampia gamma di velocità e mantengono basse velocità che renderanno i motori molto adatti per applicazioni che necessitano di un controllo altamente preciso della velocità. Inoltre, hanno un design compatto con basso rumore meccanico e un tasso di guasto estremamente basso, quindi sono praticamente esenti da manutenzione.

Alcuni chiari vantaggi dei motori PMSM di ENNENG sono specifici del settore. Si consideri la sua applicazione all'industria tessile per la regolazione della velocità ad alta precisione, con risparmi energetici su un'ampia gamma di velocità. Nel settore responsabile dei macchinari per pneumatici in gomma, i motori PMSM applicati a tali macchinari introducono enormi risparmi energetici e un notevole progresso nel servizio senza manutenzione.

I motori ENNENG PMSM sono ampiamente applicati nel settore dell'energia eolica e della generazione di acqua; pertanto, garantiscono potenza affidabile ad alta efficienza. Questo motore non necessita di riduttori o altri dispositivi nel settore degli estrusori di plastica; pertanto, semplifica la struttura dell'estrusore, riducendo così la manutenzione.

I motori sincroni a magnete permanente ENNENG garantiscono generalmente affidabilità in molti settori; tali tipi di motori garantiscono efficienza energetica con convenienza. Pertanto, le aziende preferiscono tale tipo di motore con design e tecnologia avanzati per un risparmio energetico appropriato con migliore efficienza e produzione sostenibile.