Ces dernières années, les moteurs à entraînement direct à aimants permanents ont connu des progrès significatifs et sont principalement utilisés pour les charges à faible vitesse, telles que les convoyeurs à bande, les mélangeurs, les tréfileuses et les pompes à faible vitesse, remplaçant ainsi les systèmes électromécaniques composés de moteurs à grande vitesse et de réducteurs mécaniques. Leur plage de vitesse est généralement inférieure à 500 tr/min. Les moteurs à entraînement direct à aimants permanents se divisent en deux types de structures : à rotor externe et à rotor interne. L'entraînement direct à aimant permanent à rotor externe est principalement utilisé pour les convoyeurs à bande.
Lors de la conception et de l'application de moteurs à entraînement direct à aimants permanents, il convient de noter que ce type de moteur n'est pas adapté aux vitesses de sortie particulièrement basses. Lorsque la plupart des charges sont5Si un moteur à entraînement direct entraîne une vitesse de rotation de 0 tr/min, un couple important, à puissance constante, se produira, entraînant des coûts de moteur élevés et une baisse du rendement. Pour déterminer la puissance et la vitesse, il est nécessaire de comparer la rentabilité de la combinaison de moteurs à entraînement direct, de moteurs à vitesse plus élevée et d'engrenages (ou d'autres structures mécaniques augmentant et diminuant la vitesse). Actuellement, les éoliennes de plus de 15 MW et de moins de 10 tr/min adoptent progressivement un système d'entraînement semi-direct, utilisant des engrenages pour augmenter la vitesse du moteur de manière appropriée, réduire les coûts du moteur et, in fine, diminuer les coûts du système. Il en va de même pour les moteurs électriques. Par conséquent, lorsque la vitesse est inférieure à 100 tr/min, les considérations économiques doivent être soigneusement prises en compte et un système d'entraînement semi-direct peut être choisi.
Les moteurs à entraînement direct à aimants permanents utilisent généralement des rotors à aimants permanents montés en surface afin d'augmenter la densité de couple et de réduire l'utilisation de matériaux. Grâce à leur faible vitesse de rotation et à leur faible force centrifuge, il n'est pas nécessaire d'utiliser une structure de rotor à aimant permanent intégrée. Des barres de pression, des manchons en acier inoxydable et des manchons de protection en fibre de verre sont généralement utilisés pour fixer et protéger l'aimant permanent du rotor. Cependant, certains moteurs exigeant une fiabilité élevée, un nombre de pôles relativement faible ou des vibrations élevées utilisent également des structures de rotor à aimant permanent intégrées.
Le moteur à entraînement direct basse vitesse est entraîné par un convertisseur de fréquence. Lorsque le nombre de pôles atteint une limite supérieure, une réduction supplémentaire de la vitesse entraîne une baisse de la fréquence. Lorsque la fréquence du convertisseur est basse, le rapport cyclique de la modulation de largeur d'impulsion (PWM) diminue et la forme d'onde est mauvaise, ce qui peut entraîner des fluctuations et une instabilité de la vitesse. Le contrôle des moteurs à entraînement direct particulièrement basse vitesse est donc très difficile. Actuellement, certains moteurs à très basse vitesse adoptent un système de modulation de champ magnétique pour utiliser une fréquence d'entraînement plus élevée.
Les moteurs à entraînement direct à aimant permanent basse vitesse peuvent être refroidis principalement par air ou par liquide. Le refroidissement par air utilise principalement le système IC416 à ventilateurs indépendants, tandis que le refroidissement par liquide peut être par eau (IC).71W), qui peut être déterminée en fonction des conditions sur site. En mode refroidissement liquide, la charge thermique peut être plus élevée et la structure plus compacte, mais il convient d'augmenter l'épaisseur de l'aimant permanent afin d'éviter une démagnétisation par surintensité.
Pour les systèmes de moteurs à entraînement direct à basse vitesse avec des exigences de contrôle de précision de vitesse et de position, il est nécessaire d'ajouter des capteurs de position et d'adopter une méthode de contrôle avec des capteurs de position ; De plus, lorsqu'il y a une exigence de couple élevée au démarrage, une méthode de contrôle avec un capteur de position est également requise.
Bien que l'utilisation de moteurs à entraînement direct à aimants permanents puisse éliminer le mécanisme de réduction d'origine et réduire les coûts de maintenance, une conception inappropriée peut entraîner des coûts élevés et une baisse du rendement du système. En général, l'augmentation du diamètre des moteurs à entraînement direct à aimants permanents peut réduire le coût par unité de couple, ce qui permet de fabriquer des moteurs à entraînement direct de grande taille, avec un diamètre plus important et une longueur d'empilement plus courte. Cependant, l'augmentation du diamètre présente des limites. Un diamètre trop important peut augmenter le coût du carter et de l'arbre, et même les matériaux de structure dépasseront progressivement le coût des matériaux efficaces. La conception d'un moteur à entraînement direct nécessite donc d'optimiser le rapport longueur/diamètre afin de réduire le coût global du moteur.
Enfin, je tiens à souligner que les moteurs à entraînement direct à aimants permanents restent des moteurs entraînés par un convertisseur de fréquence. Le facteur de puissance du moteur affecte le courant en sortie du convertisseur. Tant qu'il se situe dans la plage de capacité du convertisseur, il a un faible impact sur les performances et n'affecte pas le facteur de puissance côté réseau. Par conséquent, la conception du facteur de puissance du moteur doit viser à garantir son fonctionnement en mode MTPA, qui génère un couple maximal avec un courant minimal. La raison principale est que la fréquence des moteurs à entraînement direct est généralement basse et que les pertes fer sont bien inférieures aux pertes cuivre. L'utilisation de la méthode MTPA permet de minimiser les pertes cuivre. Les techniciens ne doivent pas se laisser influencer par les moteurs asynchrones traditionnels connectés au réseau, et il n'existe aucune base pour juger du rendement d'un moteur en fonction de l'intensité du courant côté moteur.
Anhui Mingteng Permanent-Magnetic Machinery & Electrical Equipment Co., Ltd est une entreprise de haute technologie moderne qui intègre la recherche et le développement, la fabrication, la vente et le service après-vente de moteurs à aimants permanents. La gamme de produits et les spécifications sont complètes. Parmi eux, les moteurs à aimants permanents à entraînement direct basse vitesse (7,5-500 tr/min) sont largement utilisés dans les applications industrielles telles que les ventilateurs, les convoyeurs à bande, les pompes à piston et les broyeurs, notamment dans les industries du ciment, des matériaux de construction, des mines de charbon, du pétrole et de la métallurgie, et offrent d'excellentes conditions de fonctionnement.
Date de publication : 18 janvier 2024