محرك الدفع المباشر بالمغناطيس الدائم (PMDD) هو تصميم متقدم للمحركات الكهربائية يدمج مغناطيسات دائمة على الدوار ويعمل بدون صندوق تروس. في هذا التكوين، يتم ربط الدوار مباشرة بالحمل، مما يتيح إنتاج عزم دوران عالي الكفاءة. تشمل المزايا الرئيسية الكفاءة العالية وكثافة الطاقة بسبب تقليل الخسائر الميكانيكية، وأداء ممتاز لعزم الدوران عند السرعات المنخفضة، وتعزيز الموثوقية مع الحد الأدنى من الصيانة (حيث لا توجد تروس أو فرش). يساهم هيكله المدمج والبسيط أيضًا في التشغيل الهادئ والتحكم الدقيق في السرعة.
2 الوظائف الأساسية
الميزات الرئيسية : يتم توصيل عمود خرج المحرك مباشرة بالحمل، مما يلغي تمامًا أجهزة تقليل السرعة ونقل الحركة الميكانيكية التقليدية مثل علب التروس والأحزمة والسلاسل والوصلات.
النتيجة : تم تبسيط هيكل النظام بشكل كبير، وتحول من نظام ميكانيكي معقد إلى نظام تحكم إلكتروني بسيط.
محرك مباشر
سرعة منخفضة وعزم دوران مرتفع
الميزات الرئيسية : تم تصميم المحرك نفسه للعمل بسرعات منخفضة مع توفير عزم دوران هائل.
النتيجة : يتناسب تمامًا مع متطلبات "السرعة المنخفضة، الحمل الثقيل" للعديد من المعدات الصناعية، مما يلغي الحاجة إلى صندوق تروس لـ "تقليل السرعة وتضخيم عزم الدوران".
سرعة منخفضة وعزم دوران مرتفع
الميزات الرئيسية : يتم إثارة الدوار بواسطة مغناطيسات نيوديميوم حديد بورون عالية الأداء، مما يلغي الحاجة إلى تيار لتوليد مجال مغناطيسي. سرعة الدوار متزامنة تمامًا مع سرعة المجال المغناطيسي الدوار للملف الثابت.
النتيجة : يتمتع بأداء ممتاز مع كفاءة عالية، ومعامل قدرة عالٍ، وكثافة طاقة عالية.
3 مزايا أساسية
1) كفاءة طاقة فائقة وتأثير ملحوظ في توفير الطاقة
2) هيكل مبسط، وموثوقية عالية للغاية، وتكلفة صيانة منخفضة للغاية
موثوقية عالية: من خلال التخلص من الأجزاء الضعيفة مثل علب التروس والمحامل ومواد التشحيم، يتم تجنب الأعطال الميكانيكية مثل تسرب الزيت، وتآكل التروس، وكسر الأسنان، وانزلاق/كسر السيور بشكل أساسي. يبقى محمل المحرك فقط كنقطة فشل رئيسية، مما يحقق قفزة نوعية في الموثوقية.
صيانة مجانية/حد أدنى من الصيانة: لا حاجة لاستبدال زيت التشحيم والشحم والأجزاء الميكانيكية بانتظام، مما يقلل بشكل كبير من عبء الصيانة وتكاليف الإدارة، ومناسب بشكل خاص للبيئات القاسية (مثل المناجم، البيئات المتربة) أو المواقع التي يصعب الوصول إليها (مثل المرتفعات، تحت الأرض).
موثوقية عالية : من خلال التخلص من الأجزاء الضعيفة مثل علب التروس والمحامل ومواد التشحيم، يتم تجنب الأعطال الميكانيكية مثل تسرب الزيت، وتآكل التروس، وكسر الأسنان، وانزلاق/كسر السيور بشكل أساسي. يبقى محمل المحرك فقط كنقطة فشل رئيسية، مما يحقق قفزة نوعية في الموثوقية.
صيانة مجانية/حد أدنى من الصيانة : لا حاجة لاستبدال زيت التشحيم والشحوم والأجزاء الميكانيكية بانتظام، مما يقلل بشكل كبير من عبء الصيانة وتكاليف الإدارة، وهو مناسب بشكل خاص للبيئات القاسية (مثل المناجم، البيئات المتربة) أو المواقع التي يصعب الوصول إليها (مثل المرتفعات، تحت الأرض).
3) دقة تحكم عالية واستجابة ديناميكية سريعة
تحديد المواقع عالي الدقة: "الدفع المباشر" يلغي التفاوت المتأصل، والتشوه المرن، وأخطاء النقل في ناقل الحركة بالتروس. بالاقتران مع ناقل الحركة عالي الأداء، يمكنه تحقيق دقة تحديد مواقع عالية للغاية، وقابلية تكرار، وحركة سلسة، مما يلبي متطلبات التحكم الدقيق (مثل طاولات الدوران CNC).
أداء ديناميكي استثنائي: استجابة عزم دوران سريعة وقدرة تحمل فائقة للحمل الزائد. يتم توصيل عمود المحرك مباشرة بالحمل، مما يؤدي إلى صلابة عالية للنظام وخصائص استجابة ديناميكية تتجاوز بكثير تلك الموجودة في الأنظمة ذات نواقل الحركة الميكانيكية العضوية.
4) يعمل بسلاسة مع ضوضاء واهتزاز منخفضين
ضوضاء منخفضة : لا يوجد تأثير أو ضوضاء ناتجة عن تشابك التروس، لذا فإن التشغيل هادئ للغاية. يتم تقليل الضوضاء بشكل عام بأكثر من 10-20 ديسيبل، مما يحسن بيئة العمل.
اهتزاز منخفض : نبضات عزم دوران صغيرة وانتقال سلس يقللان من الآثار الضارة للاهتزاز على أساس المعدات وجودة قطعة العمل التي تتم معالجتها.
٥) يتميز النظام ببنية مدمجة وتصميم مرن
توفير المساحة : على الرغم من أن المحرك نفسه قد يبدو أكبر، إلا أن نظام القيادة بأكمله عادة ما يشغل مساحة أقل ويكون أصغر حجمًا لأنه تم التخلص من علبة التروس الضخمة.
تخطيط مرن : يمكن تصميم المحرك بأشكال مختلفة مثل الدوار الداخلي أو الدوار الخارجي، والتي يمكن دمجها بسهولة أكبر في المعدات (مثل محرك المحور، محرك الأسطوانة) وتسمح بتصميم هيكل ميكانيكي مبتكر.
4 عيوب وتحديات
1) تكلفة أولية أعلى: عادةً ما تكون تكلفة الشراء لمرة واحدة أعلى من خيار "المحرك غير المتزامن + علبة التروس".
2) عتبة تقنية عالية: يتطلب تكاملاً وثيقاً بين تصميم المحرك وتقنية التحكم، مما يضع متطلبات تقنية أعلى على المصممين والمستخدمين.
3) الحجم والوزن: لإخراج عزم دوران عالٍ، يكون جسم المحرك عادةً أكبر في القطر وقد تكون هناك متطلبات خاصة لمساحة التركيب والنقل.
4) خطر إزالة المغنطة: تتعرض المغناطيسات الدائمة لخطر إزالة المغنطة في ظروف الحرارة الزائدة الشديدة أو التيار الزائد، مما يتطلب إدارة حرارية جيدة وحماية تحكم.