О принципах работы электродвигателей с постоянными магнитами.

[Genadi]

И да, как вывод - неодимовые магниты рулят в приводе, позволяя получать САМЫЕ ЭФФЕКТИВНЫЕ массовые электродвигатели, со САМЫМИ ВЫСОКИМИ удельными параметрами.

Спасибо за информацию, но  хотелось бы видеть цифры. Например, на сколько эффективней IPMSM того же асинхронного двигателя? В разы? В десятки процентов или, всё же, единицы процентов? Стоят ли эти проценты того что бы, например, что в один "прекрасный" момент перегретый двигатель не пришлось менять именно из-за магнитов. Кстати, такие случаи на форуме уже были.

Неодимовый магнит, представляет собой мощный источник магнитного поля. Для того, чтобы создать  такую же индукцию поля с помощью электромагнита, толщина медной обмотки, должна в несколько раз превышать толщину неодимового магнита.

Тоже хотелось бы цифр. Тем более что толщина обмоток, насколько я знаю, всегда толще самого магнита.

[T-Duke]

В среднем асинхронники проигрывают двигателям типа IPMSM в два раза по весу. Оптимизированные асинхронники со жульничеством с диаметром ротора и толщиной статора проигрывают в 1.6 раза. Но цифра два раза, самая правильная. Кроме того асинхронники дороже двигов с магнитами.

Так же, есть не очень известный тип двигателей с магнитами, о котором я не буду упоминать. Так вот это абсолютный чемпион по удельным параметрам и заруливает в два раза даже двигатели IPMSM. Асинхронные же проигрывают в 4 раза.

Вот мои посты по сравнению асинронников с магнитниками.

https://electrotransport.ru/index.php?msg=814814

[Genadi]

В среднем асинхронники проигрывают двигателям типа IPMSM в два раза по весу. Оптимизированные асинхронники со жульничеством с диаметром ротора и толщиной статора проигрывают в 1.6 раза. Но цифра два раза, самая правильная.

Спорить не буду, но вот тут говорят что разница в КПД всего 2%.
http://engineering-solutions.ru/motorcontrol/pmsm/

[T-Duke]

При каких режимах разница КПД 2%? Каковы диаметры роторов, толщины статоров, объем меди и вес двигателей которые сравниваются?

И я не доверяю "тут говорят, или там говорят", кроме как зарегистрированных научных статей исследовательских групп институтов, или корпораций. В научных репортах всегда указываются подробные параметры двигателей которые сравниваются. А слова разница 2% говорят не больше чем вес льва и тигра отличается на 2%.

Кто привык думать сам и знает хотя бы школьный курс физики, поймет, что асинхронник не может быть лучше, так как чтобы приблизиться к неодимкам, ему нужно создавать сильное поле,  посредством большого количества меди в статоре и кроме того, появляются дополнительные потери в роторе, которых просто нет у других типов двигателей.  Асинхронник раньше оправдывали его простотой и надежностью. С появлением бесколлекторных двигателей, это не показатель. Так как простота и надежность бесколлекторников такие же как и у асинхронников. Хотя на счет простоты не верно - асинхронный все же сложнее бесколлекторной машины.

[damirsky]

ВТак же, есть не очень известный тип двигателей с магнитами, о котором я не буду упоминать. Так вот это абсолютный чемпион по удельным параметрам и заруливает в два раза даже двигатели IPMSM. Асинхронные же проигрывают в 4 раза.

спасибо за эту ветку, вас интересно читать.  скажите, а почему не будете упоминать о не очень известном типе двигателей с магнитами? секретные разработки? 

[on4ip]

[user]T-Duke[/user], Как человек проработавший с асинхронным приводом 8 лет с вашими высказываниями полностью согласен. Единственно удобно использовать асинхронные машины из за возможности управления полем на малых моментах и на высоких скоростях, а также отсутствием опасности для инвертора при отключении во время работы в ослаблении поля. Мы работали с Remy IPMSM, ну и нашими асинхронниками.
Ну а по поводу КПД то для машин с которыми работали разница была в 1.4 процента(IPMSM выигрывал), кажется мало но это 3Квт тепла+)

[mr.Dream]

Сравнивать асинхронники и двигатели с возбуждением от ПМ нету смысла. Каждый из них при определенных условиях может иметь лучшую эффективность.  Если, например, нам нужно раскрутить маховик и поддерживать определенную скорость (без нагрузки) - асинхронник вне конкуренции, у него практически отсутствует торможение при отсутсвии поля. Двигателю на ПМ нам будет нужно "поддавать" примерно 10% от номинального тока только для поддержки вращения (торможение за счет переменного поля в железе статора и паразитных токов в металлах). Так же двигатели гигантских масштабов (мегаватты) просто не возможно будет собрать, в то время когда ротор (подвешенный) в асинхронник запихивают руками. Да и создание огроменных магнитов с большой коэрцитивной силой очень технологически сложно и энергозатратно. Но у асинхронника есть и большущий, как по мне, минус - сложное векторное управление.  Но ведь Сапсаны (локомотивы) как то ездят на асинхронниках, не смотря на большую мощность (по 0,5МВт двигатели).

[on4ip]

[user]mr.Dream[/user], а в чем проблема векторного управления?Так то для хорошей управляемости и динамик и PMSM на векторе.Да и сравниваем мы не интегрально, кто лучше кто хуже, а в частностях, так то ясно что все от задачи зависит, вон асинхронник запустил в U\f и нет проблем.

[zap]

Асинхронник будет работать и от простого трапецеидального управления, как синхронники с ПМ от китайских велоконтроллеров.
Синус просто эффективнее в плане КПД, для обоих типов двигателей.
И даёт чуть меньший момент.

[on4ip]

[user]zap[/user], ну вы наверно имее ввиду его работу в разомкнутой системе, управляться асинхронник будет очень тупенько, да и изварт это какойто+) трапецией крутить машину с синусоидальной ЭДС.

[i]

На этом форуме, я снова столкнулся с вопиющим непониманием принципов работы электропривода....

Ну это понятно.

....
Электродвигатели функционируют на основе силы Ампера, то есть на взаимодействии проводника с протекающим по нему током, с магнитным полем магнитов статора...
....

А вот с этим я не согласен.

На картинке показаны силовые линии магнитного поля. Все они проходят по железу и мимо обмоток, то есть выходит, что проводники с током не могут взаимодействовать напрямую с магнитным полем, а значит не будет и силы Ампера.

Я считаю, что в моторах имеет место силовое взаимодействие магнитных полей статора и ротора. Это та же сила, что сближает или расталкивает постоянные магниты.

Силу Ампера можно наблюдать вот в таких униполярных моторчиках

Тут ток явно взаимодействует с магнитным полем, пересекает его силовые линии.

Остается только непонятным (наверное только мне), магнит взаимодействует непосредственно с током или с магнитным полем, порожденным этим током (ведь мне не известно как получить ток без получения сопутствующего магнитного поля).

[zap]

[user]zap[/user], ну вы наверно имее ввиду его работу в разомкнутой системе, управляться асинхронник будет очень тупенько, да и изварт это какойто+) трапецией крутить машину с синусоидальной ЭДС.

Под трапецией подразумеваестя подача меандра в обомотки, просто из-за индуктивности обмотки стенки меандра получаются пологими, что приводит к трапецеидальной форме тока. Меандр подать проще всего, и асинхронник от такого управления будет работать ненамного хуже чем от синуса, насколько я понимаю.

[on4ip]

Ну ненамного хуже это очень растянутый термин, надеюсь вы менадр подавать будете на 3 фазы, а то совсем бяда будет.=)

[zap]

На картинке показаны силовые линии магнитного поля. Все они проходят по железу и мимо обмоток, то есть выходит, что проводники с током не могут взаимодействовать напрямую с магнитным полем, а значит не будет и силы Ампера.

Если заменить железо на пластик в статоре такого двигателя, он тоже будет вращаться. То есть, будем иметь силу Ампера в чистом виде.
При наличии сердечника он многократно усиливает магнитное поле тока, так что можно и так сказать, что имеем комбинированное взаимодействие силы Ампера и магнитных полей сердечника статора с магнитами ротора.

Добавлено 25 Авг 2016 в 11:28:51

Ну ненамного хуже это очень растянутый термин, надеюсь вы менадр подавать будете на 3 фазы, а то совсем бяда будет.=)

Если бы Вы знали, как работают китайские велоконтроллеры, то этой реплики не было бы.
Естественно, я имею в виду три меандра, сдвинутые по фазе на 120 градусов.
Грубая апроксимация синусоиды.
В принципе, это эмулируется работа щёток щёточного двигателя.
Не вижу ни одной причины, почему асинхронник от такого управления работал бы хуже синхронника.

[mr.Dream]

Асинхронник будет работать и от простого трапецеидального управления, как синхронники с ПМ от китайских велоконтроллеров.

Спорный вопрос. Будет работать, то может и будет, только почему то греется сильно (пытался когда то крутить).  Может зависит еще от железа и типа намотки.
Вот есть у меня два трансформатора силовых (400Вт). Один типа ОСМ, второй на заказ мотал на тороиде. Так вот, была задача преобразовать в 60В с питанием через УПС. Первый при переходе на меандр - вышибал упс по перегрузке (при подключении первички через сопротивление для эксперимента  на выходе - синус. ), второй на ХХ практически не потребляет, на выходе меандр точно повторяющий входной сигнал. И вроде и тот и другой имеет витой сердечник с одинаковой ориентацией пластин

[on4ip]

[user]zap[/user], НУ раз заговорили про контроллеры то контроллеру филолетово на выходной сигнал то что там меандр а не синус это лишь вопрос ПО, для работы асинхронника для обеспечения жесткости нужно задвать скольжение и ток если мы говорим про скалярный режим работы, либо компоненты намагничивания и активного тока в векторном режиме, в общем просто подключите и посмотрите как работает асинхроннник при меандре да еше и не с понятным управлением. А просто покрутить так он и на 2х фазах крутиться.

[Genadi]

И я не доверяю "тут говорят, или там говорят", кроме как зарегистрированных научных статей исследовательских групп институтов, или корпораций.

Вроде как даётся ссылка в статье откуда бралась информация.
Я тоже привык верить своим глазам. Вот уже 30 лет у нас на  большом горно-добывающем предприятии я ни разу нигде никаких постоянных магнитов не видел. Синхронные машины есть, с фазным ротором есть, коллекторных очень мало, в основном асинхронные машины от 150 ватт до 150 киловатт. Сейчас приходит много импортного оборудования, и, о чудеса, тоже кругом одни асинхронники, правда с частотными преобразователями (где это надо). Всё!
Ясли честно, то до обнаружения этого форума, я думал что мотор-колёса это либо коллекторник, либо асинхронник. Когда узнал что там стоят магниты то это был такой лёгкий шок. 

[on4ip]

[user]Genadi[/user], это все потому что на плотность мощности всем начхать+) нужные характеристики асинхронная машина обеспечивает легко при ЧРП. А вот в роботах, машинах, моделях где важны максимальные соотношения мощность масса или момент масса как раз двигатели с магнитами.