Anvendelsesområde for elektrisk motor

Blandt forskellige typer elektriske motorer er den mest udbredte AC asynkronmotor (også kendt som induktionsmotor). Den er praktisk at betjene, pålidelig i ydeevne, omkostningseffektiv-og strukturelt robust, men den har en relativt lav effektfaktor og vanskelig hastighedsregulering. Til strømapplikationer med høj-kapacitet og lav-hastighed anvendes synkronmotorer (se synkronmotorer) almindeligvis. Synkronmotorer har ikke kun en høj effektfaktor, men opretholder også en hastighed, der er uafhængig af belastningsstørrelsen, udelukkende bestemt af nettets frekvens. De fungerer med større stabilitet. I scenarier, der kræver hastighedskontrol med et bredt-område, bruges jævnstrømsmotorer ofte. De har dog kommutatorer, komplekse strukturer, høje omkostninger og vedligeholdelsesudfordringer, hvilket gør dem uegnede til barske miljøer. Siden 1970'erne har fremskridt inden for kraftelektronik modnet vekselstrømsmotorhastighedsreguleringsteknologien, hvilket har reduceret udstyrsomkostningerne og muliggjort dens udbredte anvendelse. En motors nominelle effekt refererer til det maksimale mekaniske output, den kan opretholde under specificerede driftscyklusser (kontinuerlig, kort-tid eller intermitterende periodisk drift) uden overophedning, og driftsparametrene skal overholde typeskiltets specifikationer. Under drift er det vigtigt at matche belastningsegenskaberne med motorens ydeevne for at forhindre løb eller stilstand. Elektriske motorer spænder over et omfattende effektområde, fra milliwatt til megawatt. Deres betjening og kontrol er yderst bekvemme og byder på egen-start, acceleration, bremsning, vending og holdefunktioner. Typisk varierer motorens udgangseffekt med rotationshastigheden under hastighedsregulering.

Høj-effektivitetsmotorer kan erstatte JO2-seriens motorer med Y-serien AC asynkronmotorer uden at være væsentligt begrænset af motortyper. Derfor kan alle applikationer, der involverer AC-asynkronmotorer, erstattes med Y-seriemotorer. Markedspotentialet for Yx-seriens motorer er begrænset af deres kapacitet. I princippet kan AC-asynkronmotorer under 90kW erstattes af højeffektive Yx-seriemotorer. Den installerede kapacitet af AC-asynkronmotorer under 90kW tegner sig for ca. 30% af den samlede AC-asynkronmotorkapacitet.

I løbet af det sidste årti har den kinesiske regering været forpligtet til at fremme motorhastighedsreguleringsteknologi, som er blevet vedtaget i varierende grad på tværs af forskellige industrier. Ifølge stikprøveundersøgelser udført af sektorer som olie, energi, byggematerialer, stål, ikke-jernholdige metaller, kul, kemikalier, papirfremstilling og tekstiler, har olie-, byggemateriale- og kemisk industri opnået relativt bedre anvendelser af motorhastighedsregulering. Blandt de 400 millioner kW motorbelastninger oplever ca. 50 % belastningsudsving, hvor 30 % af disse udsving kan adresseres gennem motorhastighedsregulering. I betragtning af markedskapaciteten alene er der derfor et potentielt marked for omkring 60 millioner kW hastighedsregulerede-motorer. Kinas samlede installerede kapacitet af forskellige motorer har oversteget 400 millioner kW, hvor asynkronmotorer tegner sig for omkring 90 %, små og mellemstore{11}motorer udgør cirka 80 %, og motorer, der driver ventilatorer, pumper, kompressorer og lignende maskiner på i alt omkring 130 millioner kW. Små og mellemstore-motorer omfatter nu over 152 serier, 842 typer og mere end 4.000 specifikationer. I de seneste år har relevante afdelinger som f.eks. maskinindustrien ihærdigt fremmet bestræbelser på at spare motorenergi, organisere forskningsinstitutter og virksomheder til at designe og udvikle forskellige energibesparende motorer. Regulative foranstaltninger er blevet udstedt for at udfase 63 høj-energiforbrugende-motormodeller og fremme 24 energibesparende-motormodeller for at opnå visse resultater. Disse energibesparende-produkter er primært opdelt i to kategorier: Den ene er høj-motorer designet til at forbedre motorens effektivitet, og den anden er hastighedsregulerede-motorer.

Den børsteløse jævnstrømsmotor består af motorhuset og drivenheden, hvilket gør den til et typisk elektromekanisk integreret produkt. Motorens statorviklinger er for det meste forbundet i en tre-faset symmetrisk stjernekonfiguration, som er meget lig den for en tre-asynkron motor. Motorens rotor er udstyret med permanent magnetiserede magneter. For at detektere motorrotorens polaritet er der installeret en positionssensor inde i motoren. Drivenheden er blandt andet sammensat af kraftelektroniske enheder og integrerede kredsløb, og dens funktioner omfatter: modtagelse af start-, stop- og bremsesignaler fra motoren for at styre dens drift; at acceptere positionssensorsignaler og frem/tilbage-signaler for at regulere omskiftningen af ​​kraftrørene i inverterbroen, hvorved der genereres kontinuerligt drejningsmoment; modtagelse af hastighedskommando og feedbacksignaler for at styre og justere rotationshastigheden; og giver blandt andet beskyttelse og visningsfunktioner.

Da børsteløse jævnstrømsmotorer fungerer i selv-styret tilstand, kræver de ikke yderligere startviklinger på rotoren som synkronmotorer under variabel frekvensregulering, og de oplever heller ikke svingninger eller trin under belastningsændringer. For børsteløse jævnstrømsmotorer med mellem og lille-kapacitet fremstilles permanente magneter typisk af høj-magnetisk-energi sjælden-jordart neodymjernbor (Nd-Fe-B) materialer. Som et resultat er sjældne-jords børsteløse motorer med permanent magnet én rammestørrelse mindre end trefasede asynkronmotorer med samme kapacitet. I løbet af de sidste tre årtier har forskning i variabel frekvenshastighedsregulering for asynkronmotorer hovedsageligt fokuseret på at finde måder at kontrollere deres drejningsmoment. Sjældne-jordiske børsteløse jævnstrømsmotorer med permanent magnet vil utvivlsomt vise fordele ved hastighedsregulering på grund af deres brede hastighedsområde, kompakte størrelse, høje effektivitet og minimale konstante-hastighedsfejl. Børsteløse DC-motorer, der arver egenskaberne fra børstede DC-motorer, mens de også fungerer som frekvenskonverteringsenheder, er også kendt som DC-frekvensomformere, med det internationalt anerkendte udtryk BLDC. Med hensyn til driftseffektivitet, drejningsmoment med lav-hastighed og hastighedsnøjagtighed udkonkurrerer børsteløse jævnstrømsmotorer enhver frekvensomformer med kontrolteknologi, hvilket gør dem værdige industriens opmærksomhed. Produktet er allerede blevet fremstillet med kapaciteter på over 55 kW og kan designes op til 400 kW, hvilket imødekommer de industrielle behov for energibesparelser og højtydende drevløsninger.