Die Entwicklung des Permanentmagnetmotors und seine Anwendung in verschiedenen Bereichen!

Der Permanentmagnetmotor verwendet Permanentmagnete zur Erzeugung des Magnetfelds des Motors, benötigt keine Erregerspulen oder Erregerstrom, hat einen hohen Wirkungsgrad und eine einfache Struktur und ist ein guter Energiesparmotor.Mit dem Aufkommen leistungsstarker Permanentmagnetmaterialien und der rasanten Entwicklung der Steuerungstechnik.Der Einsatz von Permanentmagnetmotoren wird immer umfangreicher.

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Die Entwicklungsgeschichte des Permanentmagnetmotors
Die Entwicklung von Permanentmagnetmotoren steht in engem Zusammenhang mit der Entwicklung von Permanentmagnetmaterialien.Mein Land ist das erste Land der Welt, das die magnetischen Eigenschaften von Permanentmagnetmaterialien entdeckt und in die Praxis umgesetzt hat.Vor mehr als zweitausend Jahren nutzte unser Land die magnetischen Eigenschaften von Permanentmagnetmaterialien zur Herstellung eines Kompasses, der in der Navigation, im Militär und in anderen Bereichen eine große Rolle spielte.Es ist zu einer der vier großen Erfindungen im alten meinem Land geworden.
Der weltweit erste Motor, der in den 1820er Jahren auf den Markt kam, war ein Permanentmagnetmotor mit einem von einem Permanentmagneten erzeugten Erregermagnetfeld.Das damals verwendete Permanentmagnetmaterial war jedoch natürliches Magnetit (Fe3O4), das eine sehr geringe magnetische Energiedichte aufweist, und der daraus hergestellte Motor war sperrig und wurde bald durch einen Motor mit elektrischer Erregung ersetzt.
Mit der rasanten Entwicklung verschiedener Motoren und der Erfindung aktueller Magnetisierer haben die Menschen den Mechanismus, die Zusammensetzung und die Herstellungstechnologie von Permanentmagnetmaterialien eingehend erforscht und nacheinander Kohlenstoffstahl und Wolframstahl (das Produkt mit der maximalen magnetischen Energie) entdeckt beträgt etwa 2,7 kJ/m3), Kobaltstahl (das maximale magnetische Energieprodukt beträgt etwa 7,2 kJ/m3) und andere Permanentmagnetmaterialien.
Insbesondere die AlNiCo-Permanentmagnete, die in den 1930er Jahren auf den Markt kamen (das maximale magnetische Energieprodukt kann 85 kJ/m3 erreichen) und die Ferrit-Permanentmagnete, die in den 1950er Jahren auf den Markt kamen (das maximale magnetische Energieprodukt kann jetzt 40 kJ/m3 erreichen). verschiedene magnetische Eigenschaften.Mit der großen Verbesserung verwenden verschiedene Mikro- und Kleinmotoren eine Permanentmagneterregung.Die Leistung von Permanentmagnetmotoren beträgt nur wenige Milliwatt und mehrere zehn Kilowatt.Sie werden häufig in der militärischen, industriellen und landwirtschaftlichen Produktion sowie im täglichen Leben eingesetzt, und die Produktion ist stark gestiegen.Dementsprechend wurden in dieser Zeit Durchbrüche in der Konstruktionstheorie, der Berechnungsmethode, der Magnetisierung und der Herstellungstechnologie von Permanentmagnetmotoren erzielt und eine Reihe von Analyse- und Forschungsmethoden entwickelt, die durch das Arbeitsdiagramm von Permanentmagneten dargestellt werden.

640Allerdings ist die Koerzitivfeldstärke von AlNiCo-Permanentmagneten gering

Allerdings ist die Koerzitivfeldstärke von AlNiCo-Permanentmagneten gering (36–160 kA/m) und die Remanenzdichte von Ferrit-Permanentmagneten nicht hoch (0,2–0,44 T), was ihre Anwendung in Motoren einschränkt.Bis in die 1960er und 1980er Jahre kamen nacheinander Seltenerd-Kobalt-Permanentmagnete und Neodym-Eisen-Bor-Permanentmagnete (beide gemeinsam als Seltenerd-Permanentmagnete bezeichnet) mit hoher Remanenzdichte, hoher Koerzitivfeldstärke, hohem magnetischen Energieprodukt und linearer Entmagnetisierung auf den Markt Kurve.Die hervorragenden magnetischen Eigenschaften des Permanentmagnetmotors eignen sich besonders für die Herstellung von Elektromotoren, sodass die Entwicklung von Permanentmagnetmotoren in eine neue historische Phase eingetreten ist.
Eigenschaften und Anwendungen von Permanentmagnetmotoren
Im Vergleich zu herkömmlichen Elektroerregermotoren bieten Permanentmagnetmotoren, insbesondere Seltenerd-Permanentmagnetmotoren, offensichtliche Vorteile wie einfache Struktur und zuverlässigen Betrieb;geringe Größe und geringes Gewicht;geringer Verlust und hoher Wirkungsgrad;Form und Größe des Motors können flexibel und vielfältig sein..Daher ist das Anwendungsspektrum äußerst breit und deckt nahezu alle Bereiche der Luft- und Raumfahrt, der Landesverteidigung, der industriellen und landwirtschaftlichen Produktion sowie des täglichen Lebens ab.Im Folgenden werden die Hauptmerkmale mehrerer typischer Permanentmagnetmotoren und ihre Hauptanwendungen beschrieben.
Im Vergleich zum herkömmlichen Generator benötigt der Permanentmagnet-Synchrongenerator eines Seltenerd-Permanentmagnetgenerators keinen Kollektorring und keine Bürstenvorrichtung, ist einfach aufgebaut und reduziert die Ausfallrate.Durch den Einsatz von Seltenerd-Permanentmagneten kann außerdem die magnetische Luftspaltdichte erhöht, die Motordrehzahl auf den optimalen Wert erhöht und das Leistungs-Masse-Verhältnis verbessert werden.Fast alle in der modernen Luft- und Raumfahrt verwendeten Generatoren verwenden Seltenerd-Permanentmagnetgeneratoren.Typische Produkte sind 150 kVA 14-polige 12.000 U/min – 21.000 U/min und 100 kVA 60.000 U/min Seltenerd-Kobalt-Permanentmagnet-Synchrongeneratoren, hergestellt von der General Electric Company aus den Vereinigten Staaten.Der erste in China entwickelte Seltenerd-Permanentmagnetmotor ist ein Permanentmagnetgenerator mit 3 kW und 20.000 U/min.

640Der Permanentmagnetgenerator wird auch als Hilfserreger des großen Dampfturbinengenerators verwendet.

Der Permanentmagnetgenerator wird auch als Hilfserreger des großen Dampfturbinengenerators verwendet.In den 1980er Jahren entwickelte mein Land erfolgreich den 40 kVA ~ 160 kVA Seltenerd-Permanentmagnet-Hilfserreger mit der damals größten Kapazität der Welt.Verbessern Sie die Zuverlässigkeit des Kraftwerksbetriebs erheblich.
Derzeit werden nach und nach kleine Generatoren mit Verbrennungsmotorantrieb für unabhängige Stromquellen, Permanentmagnetgeneratoren für Fahrzeuge und kleine Permanentmagnet-Windgeneratoren, die direkt von Windturbinen angetrieben werden, gefördert.
Die wichtige Rolle von Permanentmagnetmotoren in verschiedenen Anwendungsbereichen
1 Energiesparende Seltenerd-Permanentmagnetmotoren werden hauptsächlich für den Verbrauch verwendet, z. B. Seltenerd-Permanentmagnet-Synchronmotoren für die Textil- und Chemiefaserindustrie, Erdöl, Bergbau, Seltenerd-Permanentmagnet-Synchronmotoren in Transportmaschinen für Kohlebergwerke, Seltenerd-Permanentmagnet Synchronmotoren zum Antrieb verschiedener Pumpen und Lüfter.
2 Verschiedene Seltenerd-Permanentmagnetmotoren werden von verschiedenen Fahrzeugtypen (Autos, Motorräder, Züge) verwendet, wobei Seltenerd-Permanentmagnetmotoren den größten Markt darstellen.Laut Statistik werden etwa 70 % der Seltenerd-Permanentmagnetmotoren in Fahrzeugen eingesetzt.Für Luxusautos gibt es mehr als 70 Motorensätze für verschiedene Anwendungen.Da die Anforderungen verschiedener Automobilmotoren unterschiedlich sind, ist die Auswahl der Permanentmagnetmaterialien unterschiedlich.Motormagnete werden in Klimaanlagen, Ventilatoren und elektrischen Fensterhebern verwendet.Aus preislicher Sicht werden die Vorteile von Ferrit auch in Zukunft bestehen bleiben.Zündspulen, Antriebe und Sensoren verwenden immer noch Sm-Co-Sintermagnete.Darüber hinaus dürfen Autoteile, aber auch Elektrofahrzeuge als umweltfreundliche (EV) und Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEV) nicht außer Acht gelassen werden.
3 Seltenerd-Permanentmagnetmotor-AC-Servosystem Eine Reihe elektromechanischer Integrationsmaschinen mit elektronischem Hochleistungs- und Geschwindigkeitskontrollsystem.Das System ist ein selbstgesteuerter Permanentmagnet-Synchronmotorkörper.Das System wird bei der Entwicklung von CNC-Werkzeugmaschinen und flexibler Fertigungstechnologie eingesetzt.und auch bei Elektrofahrzeugen anstelle herkömmlicher Fahrzeuge mit Wärmeantrieb, um die Emissionsfreiheit der Fahrzeuge zu gewährleisten.Seltenerd-Permanentmagnetmotoren sind eine vielversprechende High-Tech-Industrie.
4 Der neue Bereich dient hauptsächlich der Unterstützung des Drehzahlregelsystems für Synchronmotoren mit Seltenerd-Permanentmagneten mit geringem Stromverbrauch und variabler Frequenz für neue Klimaanlagen und Kühlschränke, drahtloser elektrischer Geräte für verschiedene DC-Mikromotoren mit Seltenerd-Permanentmagneten und bürstenlosen Seltenerd-Permanentmagneten Gleichstrommotoren sind Instrumente mit unterschiedlicher Leistung.Auch solche Motoren sind sehr gefragt.
5 Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien mit Vorteilen in Luft- und Raumfahrtanwendungen machen sie sehr gut für Anwendungen in Flugzeugtriebwerken geeignet.Obwohl es einige Anwendungen von Seltenerd-Permanentmagnetmotoren in der Luft gibt (wie Generatorspannung und Kurzschlussschutz usw.), sind sich Experten im In- und Ausland einig, dass Seltenerd-Permanentmagnetmotoren eine wichtige Entwicklungsrichtung für eine neue Generation sind von Flugtriebwerken.

Kostenfrage

 

Ferrit-Permanentmagnetmotoren, insbesondere Miniatur-Permanentmagnet-Gleichstrommotoren, werden aufgrund ihres einfachen Aufbaus und Prozesses, ihrer geringeren Masse und im Allgemeinen niedrigeren Gesamtkosten als Motoren mit elektrischer Erregung häufig verwendet.Da Seltenerd-Permanentmagnete derzeit noch relativ teuer sind, sind die Kosten für Seltenerd-Permanentmagnetmotoren im Allgemeinen höher als die für Motoren mit elektrischer Erregung, was durch die hohe Leistung und Betriebskosteneinsparungen ausgeglichen werden muss.

 

In einigen Fällen, beispielsweise bei Schwingspulenmotoren von Computerlaufwerken, wird die Leistung von NdFeB-Permanentmagneten verbessert, das Volumen und die Masse werden erheblich reduziert und die Gesamtkosten werden gesenkt.Bei der Konstruktion ist es notwendig, die Leistung und den Preis entsprechend den spezifischen Nutzungsanlässen und Anforderungen zu vergleichen, um die Wahl zu treffen, aber auch den Strukturprozess zu erneuern und die Konstruktion zu optimieren, um die Kosten zu senken.


Zeitpunkt der Veröffentlichung: 20.06.2022