لقد تركت المحركات الكهربائية ذات الدفع المباشر ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي والمغناطيس الدائم بصمتها في العديد من المجالات بسبب القضاء على آليات التخفيض الميكانيكية، وكفاءة الطاقة العالية، والموثوقية العالية، والأداء الممتاز عند السرعات المنخفضة.

خصائص ومزايا محركات الدفع المباشر ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي مع المغناطيس الدائم المتزامن

يمكن فهم خصائصه من الكلمات الرئيسية الأربعة في اسمه: "سرعة منخفضة"، "عزم دوران عالي"، "مغناطيس دائم متزامن" و"دفع مباشر".

2.1 الدفع المباشر

الميزة الأساسية: يتم توصيل عمود إخراج المحرك مباشرة بالحمل، مما يلغي تمامًا أجهزة التخفيض والنقل الميكانيكية التقليدية مثل صناديق التروس، والأحزمة، والسلاسل، والتوصيلات، إلخ.

النتيجة: يتم تبسيط هيكل النظام بشكل كبير، من نظام ميكانيكي معقد إلى نظام تحكم إلكتروني بسيط.

2.2 سرعة منخفضة وعزم دوران عالي

الميزة الأساسية: تم تصميم المحرك نفسه للعمل بسرعة أقل وتقديم عزم دوران هائل.

النتيجة: متطابقة تمامًا مع متطلبات "السرعة المنخفضة والحمل الثقيل" للعديد من الأجهزة الصناعية دون الحاجة إلى صندوق تروس لـ "تقليل السرعة وزيادة العزم".

2.3 مغناطيس دائم متزامن

الميزة الأساسية: يتم تحفيز الدوار بمغناطيسات النيوديميوم الحديدية البورونية عالية الأداء، ولا حاجة لتيار لتوليد مجال مغناطيسي. سرعة الدوار متزامنة بدقة مع سرعة المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت.

النتيجة: أداء ممتاز مع كفاءة عالية، وعامل قدرة عالي وكثافة طاقة عالية.

استنادًا إلى هذه الميزات، فإن محرك الدفع المباشر المتزامن ذو المغناطيس الدائم وعزم الدوران العالي عند السرعات المنخفضة يجلب مجموعة من المزايا التي لا يمكن لمخططات الدفع التقليدية مطابقتها، ويظهر ذلك بشكل رئيسي في الجوانب التالية:

3.1 كفاءة طاقة بارزة وتأثير توفير طاقة كبير

كفاءة عالية: محركات المغناطيس الدائم المتزامنة أكثر كفاءة بنسبة 3% إلى 10% من المحركات غير المتزامنة عبر مجموعة واسعة من الأحمال. والأهم من ذلك، أنها تقضي على فقدان الطاقة الناتج عن آلية التباطؤ (كفاءة نقل الحركة في علبة التروس عادةً ما تكون فقط 85%-95%). يمكن أن تكون كفاءة النظام الكلية (المحرك + السائق) أعلى بنسبة 15%-30% من مخطط "المحرك غير المتزامن + المخفض"، وتأثير توفير الطاقة كبير للغاية.

عامل القدرة العالي: يمكن أن يكون عامل القدرة قريبًا من 1 (cosφ ≈ 0.98)، وهو أعلى بكثير من المحركات غير المتزامنة (عادةً 0.8-0.89). وهذا يقلل من التيار التفاعلي، ويخفض خسائر الخط وعبء المحول، وأحيانًا يكسب مكافآت عامل القدرة من مكتب الطاقة.

3.2 الهيكل مبسط، مع موثوقية عالية جدًا وتكاليف صيانة منخفضة جدًا

موثوقية عالية: القضاء على الأجزاء الضعيفة مثل علب التروس والمحامل وزيت التشحيم يتجنب أساسًا الأعطال الميكانيكية مثل تسرب الزيت، وتآكل التروس، وكسر الأسنان، والانزلاق/الكسر في الحزام. تبقى فقط محامل المحرك كنقاط الفشل الرئيسية، مما يحقق قفزة نوعية في الموثوقية.

خالية من الصيانة/صيانة قليلة: لا حاجة للاستبدال المنتظم لزيت التشحيم، والشحم، والأجزاء الميكانيكية، مما يقلل بشكل كبير من عبء الصيانة وتكاليف الإدارة، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للبيئات القاسية (مثل المناجم، والبيئات المغبرة) أو المواقع التي يصعب الوصول إليها (مثل الارتفاعات العالية، والأنفاق).

3.3 دقة تحكم عالية واستجابة ديناميكية سريعة

تحديد المواقع بدقة عالية: "الدفع المباشر" يقضي على التراجع، والتشوه المرن، وأخطاء النقل المتأصلة في نقل الحركة بالتروس. مع محركات عالية الأداء، يمكن تحقيق دقة تحديد مواقع عالية جدًا، ودقة إعادة تحديد المواقع، وسلاسة الحركة لتلبية متطلبات التحكم الدقيق (مثل دوارات CNC).

أداء ديناميكي بارز: استجابة عزم الدوران السريعة وسعة التحميل الزائدة القوية. يتم توصيل عمود المحرك مباشرة بالحمل، ويتميز النظام بصلابة جيدة، وخصائص الاستجابة الديناميكية تتجاوز بكثير تلك الخاصة بالأنظمة التي تحتوي على روابط نقل عضوية.

3.4 يعمل بسلاسة مع ضوضاء واهتزاز قليلين

ضوضاء منخفضة: بدون الصدمات والضوضاء الناتجة عن تداخل التروس، يعمل بهدوء شديد، حيث يتم تقليل الضوضاء عادةً بأكثر من 10-20 ديسيبل، مما يحسن بيئة العمل.

اهتزاز منخفض: نبضات عزم الدوران الصغيرة، ونقل سلس، وتقليل الآثار السلبية للاهتزاز على قاعدة المعدات وجودة قطعة العمل المعالجة.

3.5 النظام مدمج ومرن في التخطيط

توفير المساحة: بينما قد يبدو المحرك أكبر بمفرده، إلا أن نظام الدفع الكلي عادةً ما يشغل مساحة أقل وله حجم أصغر بسبب القضاء على المخفضات الضخمة.

تخطيط مرن: يمكن تصميم المحرك بأشكال متنوعة مثل الدوار الداخلي أو الدوار الخارجي، ويمكن دمجه بشكل أكثر ملاءمة في المعدات (مثل محركات العجلات، ومحركات الأسطوانة) لتصميم هيكل ميكانيكي مبتكر.

1) تكاليف أولية أعلى: عادةً ما تكون تكلفة الشراء لمرة واحدة أعلى من خيار "المحرك غير المتزامن + المخفض".

2) عتبة تقنية عالية: يتطلب الأمر دمجًا وثيقًا بين تصميم المحرك وتقنية التحكم، وتُفرض متطلبات تقنية أعلى على المصممين والمستخدمين.

3) الحجم والوزن: لإنتاج عزم دوران عالي، يكون قطر جسم المحرك عادةً كبيرًا، وقد تكون هناك متطلبات خاصة لمساحة التركيب والنقل.

4) خطر فقدان المغناطيسية: المغناطيسات الدائمة معرضة لفقدان المغناطيسية في ظروف ارتفاع درجة الحرارة الشديدة أو التيار الزائد، وتتطلب إدارة حرارية جيدة وحماية تحكم.

باختصار، لقد حققت المحركات الكهربائية ذات السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي والمغناطيس الدائم المتزامن المباشر، من خلال مسار التقنية "الكهربائية إلى الميكانيكية"، ميزة مجمعة غير مسبوقة من الكفاءة العالية والموثوقية والدقة والصيانة المنخفضة مع تعقيد كهربائي أعلى وتكلفة أولية أعلى. وغالبًا ما تكون التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) على مدار دورة الحياة الكاملة أقل، خاصة في الحالات التي تكون فيها تكاليف الكهرباء مرتفعة، أو تكون الصيانة غير مريحة، أو تتطلب تحكمًا عالي الدقة، حيث تكون المزايا الاقتصادية والتقنية ملحوظة.