Моторы с низкой скоростью, высоким крутящим моментом и синхронным прямым приводом на постоянных магнитах зарекомендовали себя во многих областях благодаря устранению механических редукционных механизмов, высокой энергетической эффективности, высокой надежности и отличным характеристикам при низкой скорости.

Характеристики и преимущества низкоскоростных высокомоментных синхронных двигателей с постоянными магнитами прямого привода

Его характеристики можно понять из четырех ключевых слов в его названии: "низкая скорость", "высокий крутящий момент", "постоянный магнитный синхронный" и "прямой привод".

2.1 Прямой привод

Ключевая особенность: выходной вал двигателя напрямую соединен с нагрузкой, полностью устраняя традиционные механические редукционные и трансмиссионные устройства, такие как редукторы, ремни, цепи, муфты и т.д.

Результат: Структура системы значительно упрощена, от сложной механической системы до простой электронной системы управления.

2.2 Низкая скорость и высокий крутящий момент

Ключевая особенность: сам двигатель спроектирован для работы на более низкой скорости и выдачи огромного крутящего момента.

Результат: Идеально соответствует требованиям "низкой скорости и тяжелой нагрузки" многих промышленных устройств без необходимости в редукторе для "снижения скорости и увеличения крутящего момента".

2.3 Постоянный магнитный синхронный

Ключевая особенность: ротор возбуждается высокопроизводительными постоянными магнитами из неодима, железа и бора, и для генерации магнитного поля не требуется ток. Скорость ротора строго синхронизирована со скоростью вращающегося магнитного поля статора.

Результат: Отличные характеристики с высокой эффективностью, высоким коэффициентом мощности и высокой плотностью мощности.

На основе этих характеристик, двигатель постоянного тока с низкой скоростью и высоким крутящим моментом с синхронным прямым приводом обеспечивает сочетание преимуществ, которые традиционные схемы привода не могут сопоставить, что в основном отражается в следующих аспектах:

3.1 Выдающаяся энергетическая эффективность и значительный эффект экономии энергии

Высокая эффективность: Синхронные двигатели с постоянными магнитами сами по себе на 3% до 10% более эффективны, чем асинхронные двигатели в широком диапазоне нагрузок. Более важно, что это устраняет потери энергии механизма замедления (эффективность редуктора обычно составляет всего 85%-95%). Общая эффективность системы (двигатель + привод) может быть на 15%-30% выше, чем традиционная схема "асинхронный двигатель + редуктор", и эффект экономии энергии крайне значителен.

Высокий коэффициент мощности: Коэффициент мощности может быть близок к 1 (cosφ ≈ 0.98), что значительно выше, чем у асинхронных двигателей (обычно 0.8-0.89). Это снижает реактивный ток, уменьшает потери в линиях и нагрузку на трансформатор, а иногда приносит вознаграждения за коэффициент мощности от электроснабжающего бюро.

3.2 Структура упрощена, с крайне высокой надежностью и очень низкими затратами на обслуживание

Высокая надежность: Устранение уязвимых частей, таких как редукторы, подшипники и смазочные масла, в корне избегает механических неисправностей, таких как утечка масла, износ шестерен, поломка зубьев, проскальзывание/разрыв ремня. Только подшипники двигателя остаются основными точками отказа, что достигает качественного скачка в надежности.

Без обслуживания/Минимальное обслуживание: Нет необходимости в регулярной замене смазочного масла, смазки и механических частей, что значительно снижает объем работ по обслуживанию и затраты на управление, особенно подходит для жестких условий (таких как шахты, пыльные среды) или недоступных мест (таких как высокие высоты, подземные условия).

3.3 Высокая точность управления и быстрая динамическая реакция

Высокоточное позиционирование: "прямой привод" устраняет люфт, упругую деформацию и ошибки передачи, присущие зубчатой передаче. С высокопроизводительными приводами можно достичь крайне высокой точности позиционирования, повторяемости позиционирования и плавности движения для удовлетворения требований точного управления (таких как ЧПУ поворотные столы).

Выдающиеся динамические характеристики: Быстрая реакция на крутящий момент и высокая способность к перегрузке. Вал двигателя напрямую соединен с нагрузкой, система обладает хорошей жесткостью, а динамические характеристики реакции значительно превосходят характеристики систем с органическими редукторами.

3.4 Работает плавно с минимальным уровнем шума и вибрации

Низкий уровень шума: Без ударов и шума от зацепления шестерен, он работает очень тихо, уровень шума обычно снижен более чем на 10-20 дБ, улучшая рабочую среду.

Низкая вибрация: Небольшие пульсации крутящего момента, плавная передача и снижение негативных эффектов вибрации на основание оборудования и качество обрабатываемой детали.

3.5 Система компактна и гибка в компоновке

Экономия пространства: Хотя двигатель может показаться больше по сравнению с собой, общая система привода обычно занимает меньше места и имеет меньший объем благодаря устранению громоздких редукторов.

Гибкая компоновка: Двигатель может быть спроектирован в различных формах, таких как внутренний ротор или внешний ротор, и может быть более удобно интегрирован в оборудование (такие как колесные двигатели, барабанные двигатели) для инновационного проектирования механической структуры.

1) Высокие первоначальные затраты: Однократная стоимость покупки обычно выше, чем у варианта "асинхронный двигатель + редуктор".

2) Высокий технический порог: Требуется тесная связь между проектированием двигателя и технологией управления, а также более высокие технические требования к дизайнерам и пользователям.

3) Объем и вес: Для достижения высокого крутящего момента диаметр корпуса двигателя обычно большой, и могут быть специальные требования к установочному пространству и транспортировке.

4) Риск демагнитизации: Постоянные магниты подвержены риску демагнитизации в условиях экстремального перегрева или перенапряжения и требуют хорошего теплового управления и защиты.

В заключение, двигатели с постоянными магнитами синхронного прямого привода с низкой скоростью и высоким крутящим моментом, через технический путь "электричество в машину", достигли беспрецедентного комбинированного преимущества высокой эффективности, надежности, точности и низкого обслуживания с более высокой электрической сложностью и первоначальными затратами. Общая стоимость владения (TCO) на протяжении всего жизненного цикла часто ниже, особенно в ситуациях, когда затраты на электроэнергию высоки, обслуживание неудобно или требуется высокоточная регулировка, где экономические и технические преимущества значительны.