Động cơ truyền động trực tiếp nam châm vĩnh cửu (PMDD) là một thiết kế động cơ điện tiên tiến tích hợp nam châm vĩnh cửu trên rotor và hoạt động không cần hộp số. Trong cấu hình này, rotor được kết nối trực tiếp với tải, cho phép tạo ra mô-men xoắn hiệu quả cao. Các ưu điểm chính bao gồm hiệu suất và mật độ công suất cao do giảm tổn thất cơ học, hiệu suất mô-men xoắn tuyệt vời ở tốc độ thấp và độ tin cậy được nâng cao với bảo trì tối thiểu (vì không có bánh răng hoặc chổi than). Cấu trúc nhỏ gọn và đơn giản của nó cũng góp phần vào hoạt động êm ái và kiểm soát tốc độ chính xác.
2 Chức năng cốt lõi
Các tính năng chính : Trục đầu ra của động cơ được kết nối trực tiếp với tải, loại bỏ hoàn toàn các thiết bị giảm tốc và truyền động cơ khí truyền thống như hộp số, dây đai, xích và khớp nối.
Kết quả : Cấu trúc hệ thống được đơn giản hóa đáng kể, chuyển đổi từ một hệ thống cơ khí phức tạp thành một hệ thống điều khiển điện tử đơn giản.
Truy động trực tiếp
Mô-men xoắn cao ở tốc độ thấp
Các tính năng chính : Bản thân động cơ được thiết kế để hoạt động ở tốc độ thấp trong khi vẫn cung cấp mô-men xoắn cực lớn.
Kết quả : Nó hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu "tốc độ thấp, tải nặng" của nhiều thiết bị công nghiệp, loại bỏ nhu cầu sử dụng hộp số để "giảm tốc độ và tăng mô-men xoắn".
Mô-men xoắn cao tốc độ thấp
Các tính năng chính : Rôto được kích thích bởi nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao neodymium sắt boron, loại bỏ nhu cầu về dòng điện để tạo ra từ trường. Tốc độ rôto được đồng bộ hóa chặt chẽ với tốc độ của từ trường quay của stato.
Kết quả : Nó có hiệu suất tuyệt vời với hiệu suất cao, hệ số công suất cao và mật độ công suất cao.
3 Lợi ích cốt lõi
1) Hiệu quả năng lượng vượt trội và hiệu quả tiết kiệm năng lượng đáng kể
2) Cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cực cao và chi phí bảo trì cực thấp
Độ tin cậy cao: Bằng cách loại bỏ các bộ phận dễ hỏng như hộp số, ổ trục và chất bôi trơn, các lỗi cơ học như rò rỉ dầu, mài mòn bánh răng, gãy răng và trượt/đứt dây đai về cơ bản được tránh khỏi. Chỉ còn ổ trục động cơ là điểm lỗi chính, đạt được bước nhảy vọt về độ tin cậy.
Bảo trì miễn phí/ít bảo trì: Không cần thay dầu bôi trơn, mỡ và các bộ phận cơ khí định kỳ, giúp giảm đáng kể khối lượng công việc bảo trì và chi phí quản lý, đặc biệt phù hợp với môi trường khắc nghiệt (như mỏ, môi trường bụi bẩn) hoặc những vị trí khó tiếp cận (như trên cao, dưới lòng đất).
Độ tin cậy cao: Bằng cách loại bỏ các bộ phận dễ hỏng như hộp số, ổ trục và chất bôi trơn, các lỗi cơ khí như rò rỉ dầu, mòn bánh răng, gãy răng và trượt/đứt dây đai được tránh về cơ bản. Chỉ còn ổ trục động cơ là điểm lỗi chính, đạt được bước nhảy vọt về độ tin cậy.
Bảo trì miễn phí/tối thiểu: Không cần thay dầu bôi trơn, mỡ và các bộ phận cơ khí định kỳ, giảm đáng kể khối lượng công việc bảo trì và chi phí quản lý, đặc biệt phù hợp với môi trường khắc nghiệt (như hầm mỏ, môi trường bụi bẩn) hoặc các vị trí khó tiếp cận (như độ cao lớn, dưới lòng đất).
3) Độ chính xác điều khiển cao và đáp ứng động nhanh
Định vị chính xác cao: "Truyền động trực tiếp" loại bỏ độ rơ, biến dạng đàn hồi và sai số truyền động vốn có của các bộ truyền bánh răng. Kết hợp với các bộ truyền động hiệu suất cao, nó có thể đạt được độ chính xác định vị, độ lặp lại và chuyển động mượt mà cực cao, đáp ứng các yêu cầu của điều khiển chính xác (như bàn xoay CNC).
Hiệu suất động vượt trội: phản hồi mô-men xoắn nhanh và khả năng quá tải mạnh mẽ. Trục động cơ được kết nối trực tiếp với tải, mang lại độ cứng hệ thống cao và đặc tính phản hồi động vượt xa các hệ thống sử dụng hộp số giảm tốc hữu cơ.
4) Chạy êm ái với độ ồn thấp và độ rung thấp
Độ ồn thấp: Không có va đập hay tiếng ồn từ việc ăn khớp bánh răng, do đó hoạt động rất êm ái. Độ ồn thường giảm hơn 10-20 dB, giúp cải thiện môi trường làm việc.
Độ rung thấp: Dao động mô-men xoắn nhỏ và truyền động mượt mà làm giảm các tác động tiêu cực của rung động lên nền móng thiết bị và chất lượng của phôi gia công.
5) Hệ thống có cấu trúc nhỏ gọn và bố cục linh hoạt
Tiết kiệm không gian: Mặc dù bản thân động cơ có thể trông lớn hơn, nhưng toàn bộ hệ thống truyền động thường chiếm ít không gian hơn và có kích thước nhỏ hơn vì hộp số cồng kềnh đã được loại bỏ.
Bố cục linh hoạt: Động cơ có thể được thiết kế dưới nhiều hình thức khác nhau như rotor bên trong hoặc rotor bên ngoài, giúp tích hợp dễ dàng hơn vào thiết bị (như động cơ trục bánh xe, động cơ tang trống) và cho phép thiết kế cấu trúc cơ khí sáng tạo.
4 Bất lợi và thách thức
1) Chi phí ban đầu cao: Chi phí mua một lần thường cao hơn so với tùy chọn "động cơ không đồng bộ + hộp số".
2) Ngưỡng kỹ thuật cao: Yêu cầu tích hợp chặt chẽ giữa thiết kế động cơ và công nghệ điều khiển, điều này đặt ra yêu cầu kỹ thuật cao hơn cho các nhà thiết kế và người dùng.
3) Kích thước và trọng lượng: Để tạo ra mô-men xoắn cao, thân động cơ thường có đường kính lớn hơn và có thể có yêu cầu đặc biệt về không gian lắp đặt và vận chuyển.
4) Rủi ro mất từ tính: Nam châm vĩnh cửu có nguy cơ bị mất từ tính trong điều kiện quá nhiệt hoặc quá dòng cực đoan, đòi hỏi quản lý nhiệt tốt và bảo vệ điều khiển.