Что такое система возбуждения двигателя от постоянных магнитов

Двигатель с возбуждением от постоянных магнитов

Синхронная машина — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре.

Принцип работы

Многие инновационные магнитные двигатели применяют работу трансформации тока во вращение ротора, являющееся механическим движением. Вместе с ротором вращается вал привода. Это дает возможность утверждать, что всякий расчет не даст результата КПД равного 100%. Агрегат не получается автономным, он имеет зависимость. Такой же процесс можно увидеть в генераторе. В нем крутящий момент, который образуется от энергии движения, создает выработку электроэнергии на пластинах коллектора.

1 — Линия раздела магнитных силовых линий, замыкающихся через отверстие и внешнюю кромку кольцевого магнита
2 — Катящийся ротор (Шарик от подшипника)
3 — Немагнитное основание (Статор)
4 — Кольцевой постоянный магнит от громкоговорителя (Динамика)
5 — Плоские постоянные магниты (Защелки)
6 — Немагнитный корпус

Магнитные двигатели применяют другой подход. Необходимость в дополнительных источниках питания сводится к минимуму. Принцип работы легко объяснить «беличьим колесом». Для производства демонстративной модели не нужны специальные чертежи или прочностной расчет. Нужно взять постоянный магнит, чтобы его полюса находились на обеих плоскостях. Магнит будет главной конструкцией. К ней добавляется два барьера в виде колец (внешний и внутренний) из немагнитных материалов. Между кольцами располагают стальной шарик. В магнитном двигателе он станет ротором. Силами магнита шарик притянется к диску противоположным полюсом. Этот полюс не будет менять свое положение при движении.

Статор включает в себя пластину, изготовленную из экранируемого материала. На нее по траектории кольца закрепляют постоянные магниты. Полюса магнитов находятся перпендикулярно в виде диска и ротора. В итоге, при приближении статора к ротору на некоторое расстояние, появляется отталкивание и притяжение в магнитах поочередно. Оно создает момент, переходит во вращательное движение шарика по траектории кольца. Запуск и торможение осуществляется движением статора с магнитами. Такой метод магнитного двигателя действует, пока магнитные свойства магнитов будут сохраняться. Расчет делается относительно статора, шариков, управляющей цепи.

На таком же принципе работают действующие магнитные двигатели. Самыми известными стали магнитные двигатели на тяге магнитов Тесла, Лазарева, Перендева, Джонсона, Минато. Так же известны двигатели на постоянных магнитах: цилиндровые, роторные, линейные, униполярные и т.д. У каждого двигателя своя технология изготовления, основанная на магнитных полях, образующихся вокруг магнитов. Вечных двигателей не бывает, так как постоянные магниты утрачивают свои свойства через несколько сотен лет.

Магнитный двигатель Тесла

Ученый исследователь Тесла стал одним из первых, кто изучал вопросы вечного двигателя. В науке его изобретение называется униполярным генератором. Сначала расчет такого устройства сделал Фарадей. Его образец не произвел стабильности работы и должного эффекта, не достиг необходимой цели, хотя принцип действия был сходным. Название «униполярный» дает понять, что по схеме модели проводник находится в цепи полюсов магнита.

По схеме, обнаруженной в патенте, видна конструкция из 2-х валов. На них помещены 2 пары магнитов. Они образуют отрицательное и положительное поля. Между магнитами находятся униполярные диски с бортами, которые применяются как образующие проводники. Два диска друг с другом имеют связь тонкой лентой из металла. Лента может использоваться для вращения диска.

Двигатель Минато

Этот тип двигателя также использует магнетическую энергию для самостоятельного движения и самовозбуждения. Образец двигателя разработан японским изобретателем Минато более 30 лет назад. Двигатель обладает высокой эффективностью, характеризуется бесшумной работой. Минато утверждал, что магнитный самовращающийся двигатель такого исполнения выдает КПД более 300%.

Ротор изготовлен в форме колеса или дискового элемента. На нем находятся магниты, расположенные под определенным углом. Во время приближения статора с мощным магнитом создается момент вращения, диск Минато вращается, применяет отторжение и сближение полюсов. Скорость вращения и крутящий момент мотора зависит от расстояния между ротором и статором. Напряжение мотора подается по цепи реле прерывателя.

Для предохранения от биения и импульсных движений при вращении диска применяют стабилизаторы, оптимизируют расход энергии управляющего электрического магнита. Негативной стороной можно назвать то, что нет данных по свойствам нагрузки, тяге, которые применяются реле управления. Также периодически необходимо производить намагничивание. Об этом Минато в своих расчетах не упоминал.

Двигатель Лазарева

Русский разработчик Лазарев сконструировал действующую простую модель двигателя, применяющего магнитную тягу. Роторный кольцар включает в себя резервуар с пористой перегородкой на две части. Эти половины между собой сообщаются трубкой. По этой трубке поступает поток жидкости из нижней камеры в верхнюю. Поры создают перетекание вниз за счет гравитации.

При расположении колеса с расположенными на лопастях магнитами под напором жидкости возникает постоянное магнитное поле, двигатель вращается. Схема двигателя Лазарева роторного типа применяется при разработке простых устройств с самовращением.

Двигатель Джонсона

Джонсон в своем изобретении применял энергию, которая генерируется потоком электронов. Эти электроны находятся в магнитах, образуют цепь питания двигателя. Статор двигателя соединяет в себе множество магнитов. Они располагаются в виде дорожки. Движение магнитов и их расположение зависит от конструкции агрегата Джонсона. Компоновка может быть роторной или линейной.

1 — Магниты якоря
2 — Форма якоря
3 — Полюса магнитов статора
4 — Кольцевая канавка
5 — Статор
6 — Резьбовое отверстие
7 — Вал
8 — Кольцевая втулка
9 — Основание

Магниты прикрепляются к особой пластине, обладающей большой магнитной проницаемостью. Одинаковые полюса магнитов статора поворачиваются в сторону ротора. Этот поворот создает отторжение и притяжение полюсов по очереди. Совместно с ними смещаются элементы ротора и статора между собой.

Джонсон организовал расчет воздушного промежутка между ротором и статором. Он дает возможность коррекции усилия и магнитной совокупности взаимодействия в направлении увеличения или снижения.

Магнитный двигатель Перендева

Двигатель самовращающейся модели Перендева так же является примером применения работы магнитных сил. Создатель этого мотора Брэди оформил патент и создал фирму еще до начала уголовного дела на него, организовал работу на поточной основе.

При анализе принципа работы, схемы, чертежей в патенте можно понять, что статор и ротор выполнены в форме внешнего кольца и диска. На них по траектории кольца располагают магниты. При этом соблюдают угол, определенный по центральной оси. Из-за взаимного действия поля магнитов образуется момент вращения, осуществляется их перемещение друг относительно друга. Цепь магнитов рассчитывается путем выяснения угла расхождения.

Синхронные магнитные двигатели

Главным видом электрических двигателей является синхронный вид. У него обороты вращения ротора и статора одинаковые. У простого электромагнитного двигателя эти две части имеют в составе обмотки на пластинах. Если изменить конструкцию якоря, вместо обмотки установить постоянные магниты, то получится оригинальная эффективная рабочая модель двигателя синхронного типа.

1 — Стержневая обмотка
2 — Секции сердечника ротора
3 — Опора подшипника
4 — Магниты
5 — Стальная пластина
6 — Ступица ротора
7 — Сердечник статора

Статор сделан по привычной конструкции магнитопровода из катушек и пластин. В них образуется магнитное поле вращения от электрического тока. Ротор образует постоянное поле, взаимодействующее с предыдущим, и образует момент вращения.

Нельзя забывать о том, что относительное нахождение якоря и статора имею возможность изменяться в зависимости от схемы двигателя. Например, якорь может быть сделан в форме наружной оболочки. Для запуска двигателя от сети питания применяется схема из магнитного пускателя и реле тепловой защиты.

Виды БДПТ

Теперь давайте разберемся, какими бывают бесколлекторные двигатели на постоянных магнитах. Их классифицируют по форме противо-ЭДС, конструкции, а также по наличию датчиков положения ротора. Итак, два основных типа отличающихся формой противо-ЭДС, которая наводится в обмотках при вращении ротора:

• BLDC — в них трапецеидальная противо-ЭДС;
• PMSM — противо-ЭДС синусоидальная.

В идеальном случае для них нужны разные источники питания (контроллеры), но на практике они взаимозаменяемы. Но если использовать контроллер с прямоугольными или трапецеидальным выходным напряжением с PMSM-двигателем, то будут слышны характерные звуки, похожие на стук во время вращения.

А по конструкции бесколлекторные двигатели постоянного тока бывают:

• С внутренним ротором. Это более привычное представление электродвигателя, когда статор — это корпус, а вращается вал, расположенный в нём. Часто их называют английским словом «Inrunner». Такой вариант обычно применяют для высокооборотистых электродвигателей
• С внешним ротором. Здесь вращается внешняя часть двигателя с закреплённым на ней валом, в англоязычных источниках его называют «outrunner». Эту схему устройства используют, когда нужен высокий момент.

Выбирают конструкцию в зависимости от того для чего нужен бесколлекторный двигатель в конкретном применении.

Современная промышленность выпускает бесколлекторные двигатели как с датчиками положения ротора, так и без них. Дело в том, что существует множество способов управления БДПТ, для некоторых из них нужны датчики положения, другие определяют положения по ЭДС в обмотках, третьи и вовсе просто подают питание на нужные фазы и электродвигатель самостоятельно синхронизируется с таким питанием и входит в рабочий режим.

Основные характеристики бесколлекторных двигателей постоянного тока:

1. Режим работы — длительный или кратковременный.
2. Максимальное рабочее напряжение.
3. Максимальный рабочий ток.
4. Максимальная мощность.
5. Максимальные обороты, часто указывают не обороты, а KV — об/в, то есть количество оборотов на 1 вольт приложенного напряжения (без нагрузки на валу). Чтобы получить максимальные обороты — умножьте это число на максимальное напряжение.
6. Сопротивление обмотки (чем оно меньше, тем выше КПД), обычно составляет сотые и тысячные доли Ома.
7. Угол опережения фазы (timing) — время, через которое ток в обмотке достигнет своего максимума, это связано с её индуктивностью и законами коммутации (ток в индуктивности не может измениться мгновенно.

Принцип действия синхронных машин

В основе принципа работы синхронной машины лежит взаимодействие двух типов магнитных полей. Одно из этих полей образуется якорем, другое же возникает вокруг возбуждаемого постоянным током электромагнита – индуктора. Непосредственно после выхода на рабочую мощность магнитное поле создаваемое статором и вращающееся внутри воздушной прослойки, сцепляется с магнитными полями на полюсах индуктора. Таким образом, для того чтобы синхронная машина достигла рабочей частоты вращения, требуется определенное время на ее разгон. После того как машина разгоняется до необходимой частоты, на индуктор подается питание от источника постоянного тока.

Синхронные двигатели с возбуждением от постояннымх магнитов производства Siemens

• Обзор
• Область применения
• Особенности
• Технические данные
• Опции
• Дальнейшая информация

Двигатели SIEMOSYN® 1FU8 являются синхронными двигателями с возбуждением от постоянных магнитовскороткозамкнутой обмоткой дляасинхронного самозапуска. Они могут работать какприводы с постоянной частотой вращения, как отдельные двигатели с переменной скоростью вращенияили как приводы с несколькими двигателями в инверторе.

Предпочтительно двигатели SIEMOSYN 1FU8 поставляются с преобразователями SIMOVERT® MASTERDRIVES или SINAMICS® или с инверторами MICROMASTER®.

Механическая конструкция (размер, корпус, торцевые крышки, размеры вала и т.д.) идентична конструкции обычных трехфазных двигателей 1LA7 (стандарт IEC).

В стандартном исполнении двигатели поставляются с частотой вращения до 15,000 мин-1. Постоянный крутящий момент привода имеется в широком диапазоне частоты/скорости.

Двигатели SIEMOSYN 1FU8 используются там, где высокие требования предъявляются в основном к стабильности скоростиисинхронной работе нескольких взаимосвязанных двигателей.

Используется ли отдельный двигатель или приводы с несколькими двигателями, они подходят для задач, где необходимы скорости, независимые от нагрузки,или синхронная работапри строгом соблюдении определенных отношений скорости внутри большого диапазона частоты, например:

• в изготовлении химических волокон (прядильные насосы, прядильные диски, ведущие ролики)
• в текстурированной обработке (вытяжные прядильные диски)
• на прокатных станах (двигатели столов прокатных станов)
• на транспортных системах (ленты транспортера)
• в стекольной промышленности (транспортировочные ленты)

• Для двигателей не нужны датчики скорости, поэтому нет необходимости вобратной связи от датчика скорости (меньше компонентов/затрат на инсталляцию/монтаж/прокладку кабелей).
• Точность скорости отдельных двигателей и приводов с несколькими двигателями прямо пропорциональночастоте системы питанияинвертора.
• Двигатели в приводах с несколькими двигателями работают синхроннобез дополнительных накладных расходов на электронику.
• В результате такого принципа происходят меньшие потери в роторе именьшее возбуждение, что приводит к большей эффективности, сравнимой с другими двигателями, и сокращает расходы на обслуживание и энергопитание.
• Постоянный момент в определенном диапазоне частоты
• Скорость, независимая от нагрузки, за пределами диапазона частоты
• Возможны электрическое торможение, крутящий момент блокировки приостановепосредствомDC
• Конструкция двигателя, испытанная на размагничивание
• Высокий класс защиты

Тип устройства

Синхронный двигатель с возбуждением от постоянного магнита с самозапуском

Структура заказного номера

………1 F U 8 0 8 3 – 4 T A 3 1 – Z

B = диапазон мощности 5

C = специальное применение

D = диапазон мощности 7 для размеров корпуса 132 и 160

Характеристики напряжения/дизайн обмотки

Пример заказа

Трехфазный двигательIP55, диапазон скорости от 600 до 4800 мин-1

M= постоянная = 5 Нм в диапазоне скорости

Тип конструкции IM B5

• Термистор PTCдля предупреждения и отключения
• Радиальное уплотнительное кольцо вала для инсталляции редуктора

Заказной номер в соответствие с таблицей выбора

1FU8 083-4TA3❑ (A11, стандарт)

Двигатели 1FU8, 2-полюсные, 50 Гц/3000 мин -1

M= постоянная для 20 до 250 Гц/1200 до 15000 мин -1

M=постоянная для 20 Гц до f_max

Значения при 50 Гц

При заказе опций необходимо дополнительно определить зашифрованный заказной код для любого необходимого дизайна (открытый текст, где применяется). Заказные коды не должны повторяться открытым текстом.

Заказной номер: 1FU8❑❑❑ — ❑T❑❑❑ — Z

Двигатели 1FU8, 4-полюсные, 50 Гц/1500 мин -1

M= постоянная для 20 до 200 Гц/600 до 6000 мин -1

M = постоянная для
20 Гц до f_max

Значения при 50 Гц

Значения при макс. частоте

При заказе опций необходимо дополнительно определить зашифрованный заказной код для любого необходимого дизайна (открытый текст, где применяется). Заказные коды не должны повторяться открытым текстом.

Заказной номер.: 1FU8 ❑❑❑ — ❑T❑❑❑ — Z

Двигатели 1FU8, 4-полюсные, 50 Гц/1500 мин -1

M= constant для 13.3 до 200 Гц/400 до 6000 мин -1

M = constant для 13.3 Гц до f_max

Значения при 50 Гц

Значения при макс. частоте

При заказе опций необходимо дополнительно определить зашифрованный заказной код для любого необходимого дизайна (открытый текст, где применяется). Заказные коды не должны повторяться открытым текстом.

Заказной номер: 1FU8❑❑❑ — ❑T❑❑❑ — Z

Двигатели 1FU8, 6-полюсные, 50 Гц/1000 мин -1

M= constant для 20 до 200 Гц/400 до 4000 мин -1

M = constant
для
20 Гц до f_max

Значения при 50 Гц

Значения при макс. частоте

При заказе опций необходимо дополнительно определить зашифрованный заказной код для любого необходимого дизайна (открытый текст, где применяется). Заказные коды не должны повторяться открытым текстом.

Заказной номер: 1FU8❑❑❑ — ❑T❑❑❑ — Z

Дополнение заказного номера, 12 знак заказного номера, тип конструкции

12 знак заказного номера, тип конструкции в соответствие с DIN EN 60034-7
Размер 71M до 160L

Фланцы соотносятся с размерами корпуса в DIN EN 50347 как FF со сквозными отверстиями.
Фланцы в соответствие с DIN 42948 остаются действительными.

Стандартные фланцы соотносятся с размерами корпуса в DIN EN 50347 как FT с резьбовыми отверстиями.
Фланцы C в соответствие с DIN 42948 остаются действительными.

Специальный фланец был соотнесен как большой фланец в прежнем DIN 42677.

Размеры следующих типов конструкции идентичны:
IM B3, IM B6, IM B7, IM B8, IM V5 и IM V6
IM B5, IM V1 и IM V3
IM B14, IM V18 и IM V19

Двигатели в стандартном диапазоне мощности поставляются со стандартными типами конструкции IM B3, IM B5 или IM B14, и могут работать в монтажных позициях IM B6, IM B7, IM B8, IM V5, IM V6, IM V1, IM V3 (до размера корпуса 160L) илиIM V18 иIM V19. Рым-болты используются для транспортировки и инсталляции в горизонтальном положении. Вместе с рым-болтами для стабилизации положения при вертикальном расположении двигателя необходимо использовать дополнительные подъемные ремни (DIN EN 1492-1) и/илизажимные ленты (DIN EN 12195-2).Если заказывается монтажная позицияIM V1, рым-болты поставляются для вертикального монтажа.

Для этого они обычно обозначаются только с базовым типом конструкции на табличке с данными.

В случае всех типов конструкции с концом вала, направленным вниз, рекомендуется версия «с защитным кожухом».

1) Второй конец вала K16 не возможен.

Заказные коды

Заказной номер:

1FU8 ❒❒❒ — ❒ T ❒❒❒ -Z

Обзор «специальных версий»

Распределенные двигатели

Двигатели SIEMOSYN 1FU8 синтегральным инвертором MICROMASTER 411

Двигатели SIEMOSYNс интегральными инверторами от привода с переменной скоростью вращениясглавнымуправляющим воздействием. Эти приводы с переменной скоростью вращенияиспользуются там, где недостаточно места для инвертора/шкафа управления.

ДвигательSIEMOSYN 1FU8 и инвертор MICROMASTER 411 сконструированы таким образом, что могут быть подключены друг к другу, и там, где в других случаях оба компонента физически разделены (двигатель на станке, инвертор в шкафе управления), здесь ониобъединены в одно компактное устройство. ДвигателиSIEMOSYN имеютследующиепреимущества:

• Многофункциональная электроника инвертора с возможностью коммуникациисо связью с системами шинзначительно способствуют минимизации расходов на энергопитаниев рамках решения по автоматизации.
• Значительная экономия времени и расходов по сравнению с обычными решениями:
  • Снижение требований к шкафу управления (нет необходимости в шкафе управления, инвертор крепится к двигателю)
  • Сокращение расходов на монтаж и инсталляцию (двигатели и инвертор поставляются уже собранными, между обоими компонентами отсутствует электропроводка)
  • Сокращенное излучение шума (ЭМС), т.к. соединение между двигателем и инвертором составляет всего несколько сантиметров внутри корпуса. Следовательно, нет проблем с длиной кабелей, таким образом сокращаются расходы на выходные компоненты инвертора (длинные кабели).
  • Сокращение расходов на конфигурирование и инжиниринг, т.к. блоки, состоящие из двигателя и инвертора, оптимально соответствуют требованиям заказчика и поставляются в виде укомплектованного, готового к установке приводного устройства.
  • Разгрузка контроллера благодаря интегральным функциям контроля инвертора частоты.
  • Встроенная коммуникация, начиная с управляющего уровня и заканчивая эксплуатационным уровнем, гарантирует прозрачный доступ ко всем компонентам системы.
  • Простое сервисное обслуживание благодаря новой концепции адаптеров, которая позволяет очень просто отсоединить двигатель от инвертора.
  • Беспроблемная замена двигателей с постоянной скоростью вращения на двигатели с инверторами с переменной скоростью вращения, т.к. двигатели SIEMOSYNимеют те же механические размеры, что и традиционные асинхронные двигатели.
• Децентрализация нескольких устройств:
  В шкафе управленияпотери тепла выводятся наружу, что позволяет минимизировать необходимое воздушное охлаждение.
  В шкафе управления больше свободного места, а интеграция MICROMASTER 411 в двигатель лишь незначительно повышает требования к свободному месту.
• Простая и Беспроблемная электропроводка м инсталляция обеспечивают простую модернизациюкомпактных приводов с регулированием скорости, уже имеющихся на предприятиях.
• MICROMASTER 411 может быть установлен на двигательили прикреплен к стене в непосредственной близости от двигателя.

MICROMASTER 411

Преобразователь частоты описывается в каталогеDA 51.3, который включает в себя широкий спектр продуктов с заказными данными, технические параметры и пояснения.

Модульная конструкция позволяет индивидуализировать заказы преобразователяMICROMASTER 411, включая принадлежности, например:

• Базовая панель оператора (BOP) для параметрирования инвертора
• Расширенная панель оператора (AOP) с многоязыковым дисплеем
• Модуль PROFIBUS
• Модуль ASI
• Модуль DeviceNet
• Комбинированный модуль, состоящий изтормозного резистора и электромеханического управления торможением
• Модуль электромеханического управления торможением
• Комплект подключения к ПК
• Программы запуска на ПК

Данные инвертора

• От 0.37 до 3 кВт, 3 AC 400 В
• Класс защиты IP66, естественное охлаждение
• Гальваническая изоляция между электроникой и соединительными клеммами
• Наборы параметров для быстрого запуска и экономия расходов
• Возможна работа без панели оператора (с использованием перемычек и/илирегулирующего потенциометра)
• Возможность доступа ко встроенному регулирующему потенциометру извне
• Характеристика U/f (произвольно конфигурируемая)

По запросу двигатели с интегральными инверторами могут быть оптимально согласованы, смонтированы, испытаны и параметризированы в соответствие с требованиями заказчика.

Двигатели SIEMOSYN 1FU8 с/без интегрального инвертораMICROMASTER 411, с интегральными редукторами

Двигатели 1FU8 также могут поставляться с редукторами с/без интегрального преобразователя частоты. Редукторы идентичны редукторам, описываемым в каталоге M15. Вместо короткозамкнутого двигателя 1LA7 используются синхронные двигателиSIEMOSYN 1FU8 с возбуждением от постоянных магнитов.

Двигатели Siemensс редуктором позволяют реализовать индивидуальные решения для разных задач в проектировании приводов. Множество возможных комбинаций позволяет оптимально адаптировать устройства ко многим решениям в области приводов. В зависимости от конструкции редукторы поставляются в диапазоне передачи от 2.78 до 485 и с максимальным выходным крутящим моментом от 80 до 12000 Нм приноминальной мощности привода до 7.5 кВт.

Особенности применения

Частотный преобразователь включают, в основном, с асинхронными двигателями. Они недороги, надёжны, экономичны. Модели с короткозамкнутым ротором бесколлекторные, что делает их ещё более привлекательными. Имеют асинхронные двигатели два недостатка, которые как раз, инвертором и устраняются. Первый существенный недостаток – высокий пусковой ток. Он может быть в 3-7 раз больше номинального. Кроме того, резкий старт с подачей питания 220/380 В ведёт к перегрузке, а значит и к быстрому износу мотора. Установив частотный преобразователь, при пуске переводим переключатель на минимум и постепенно доводим обороты до нужного значения. Пусковой ток при этом минимальный, а разгон плавный. Ни пусковые токи, ни перегрузки не страшны.

Платой за точное регулирование скорости является более сложное управление

Второй отрицательный момент – регулировать скорость вращения ротора в асинхронных двигателях получается слабо, но это без инвертора. Инверторный асинхронный двигатель позволяет изменять скорость от десятков оборотов в минуту, до тысяч. И всё это плавно, без перегрузок.

Но инверторный двигатель значительно дороже «обычного» с точно такими же характеристиками. Дело в дополнительном оборудовании, причём совсем недешёвом, но использование этой технологии имеет свои плюсы.

В кондиционерах

Как работает обычный кондиционер? Компрессор в нём то включается, то выключается. Температура стала на градус выше заданной, компрессор включился, работает пока она не станет на один градус ниже заданного предела. Включается снова, когда температура снова окажется ниже предела. И каждое включение/включение – это стартовый ток, перегрузки.

Как работает кондиционер с инверторным мотором и обычным

Если в кондиционере стоит инверторный преобразователь, он просто задаёт скорость работы компрессора так, чтобы температура сохранялась. Это снижает расход электричества (нет пусковых многократно возросших токов), оборудование работает в щадящем режиме без перегрузок, что продлевает срок эксплуатации.

В стиральных машинах

Используют инверторные моторы и в стиральных машинах. В стиральных машинах «обычного» класса ставят коллекторные электродвигатели. Они могут разгоняться до высоких скоростей (до 10000 об/ми), имеют хороший крутящий момент на больших скоростях. Их минус – повышенный уровень шумов, так как, кроме ремённой передачи шумят еще и сами щётки. Как их не притирай, коллекторный узел всё равно шумит. И чем больше скорость вращения, тем выше уровень шумов. И он имеет высокую тональность, так что с ним достаточно сложно мириться.

Инверторный двигатель имеет небольшой размер и солидную мощность, но так ли важно это в корпусной технике

Последние годы появились стиральные машины с очень низким уровнем шума. В них установлены асинхронные двигатели с инверторным блоком. Раньше асинхронники не использовались, так как максимально могут развивать скорость до 3000 оборотов, что для нормального отжима недостаточно. Этот недостаток удалось обойти используя инвертор на входе. Он позволяет увеличить скорость электродвигателя до солидных величин. В двигателях нового поколения используется особый ротор – цельнолитой, это позволило уменьшить размеры двигателя. А так как в этих моторах нет коллектора и щёток, то и шумят они при работе совсем незначительно. Частотная регуляция скорости вращения позволяет точно контролировать число оборотов.

Если вы готовы платить за тихую работу — пожалуйста

Но платой за всё это является более сложное управление. Для управления инверторным электродвигателем в стиральной машине стоит отдельная плата. И ее стоимость равна 1/3 или 1/4 стоимости всей машины. Вот в этом случае стоит хорошо подумать, стоит ли покупать стиральную машину с инверсионным двигателем или нет. Слишком дорогой ремонт, да и стоимость самого агрегата значительно выше. А то, что на двигатель дают 10 лет гарантии так это не на плату, а на сам мотор. А в плюсах только более тихая работа.

Холодильники и морозильные камеры с инверторными компрессорами

В холодильниках используется такой же способ поддержания температуры, как и в кондиционерах. В камере холодильника расположен термодатчик, который через контакты включает и выключает компрессор. Точность поддержания температуры зависит от типа термодатчика, но обычно составляет несколько градусов, от трех до пяти. При такой работе приличествуют все «прелести»: многократные пусковые токи при включении, скачки напряжения сети, спровоцированные включением/выключением компрессора, шум.

В холодильниках и морозилках применение инверторных двигателей оправдано

Холодильник с инверторным двигателем работает тише, так как нет резкого пуска. Компрессор начинает работать с малых оборотов и постепенно выходит на нормальную скорость. Частота его работы зависит от температуры в камерах, но двигатель останавливается очень редко. Он, то работает на минимальных оборотах и тогда его почти неслышно даже вблизи, то чуть добавляет скорости, и его можно услышать. Этот режим работы более благоприятен для двигателя, он работает без пусковых перегрузок. И как ни странно, потребляют такие моторы меньше электроэнергии, снова-таки за счёт отсутствия пусковых токов. Ведь «обычный» компрессор включается каждые пять-десять минут. Превышение нормативного расхода – 4-8 раз. Вот за счёт этого и достигается экономия. Так что инверторный электродвигатель в холодильнике тоже оправдан, ну и плюсом, идет более тихая работа.

Применение постоянных магнитов

Немаловажное значение имеют ПМ в различных областях деятельности человека. В зависимости от сферы применения, ПМ обладают различными характеристиками. В последнее время активно применяемый основной магнитный сплав NdFeB состоит из следующих химических элементов:

• «Nd» – ниодия,
• «Fe» – железа,
• «B» – бора.

Сферы, где применяют постоянные магниты:

1. Экология;
2. Гальваника;
3. Медицина;
4. Транспорт;
5. Компьютерные технологии;
6. Бытовые приспособления;
7. Электротехника.

Экология

Разработаны и действуют различные системы очистки отходов промышленного производства. Магнитные системы очищают жидкости во время производства аммиака, метанола и других веществ. Магнитные улавливатели «выбирают» из потока все железосодержащие частицы.

Кольцевидные ПМ устанавливают внутри газоходов, которые избавляют газообразные выхлопы от ферромагнитных включений.

Сепараторные магнитные ловушки активно отбирают металлосодержащий мусор на конвейерных линиях переработки техногенных отходов.

Гальваника

Гальваническое производство основано на движении заряженных ионов металла к противоположным полюсам электродов постоянного тока. ПМ играют роль держателей изделий в гальваническом бассейне. В промышленных установках с гальваническими процессами устанавливают магниты только из сплава NdFeB.

Медицина

В последнее время производителями медицинского оборудования широко рекламируются приборы и устройства на основе постоянных магнитов. Постоянное интенсивное поле обеспечивается характеристикой сплава NdFeB.

Свойство постоянных магнитов используют для нормализации кровеносной системы, погашения воспалительных процессов, восстановления хрящевых тканей и прочее.

Транспорт

Транспортные системы на производстве оснащены установками с ПМ. При конвейерном перемещении сырья магниты удаляют из массива ненужные металлические включения. С помощью магнитов направляют различные изделия в разные плоскости.

Обратите внимание! Постоянные магниты используют для сепарации таких материалов, где присутствие людей может пагубно сказаться на их здоровье.

Автомобильный транспорт оснащают массой приборов, узлов и устройств, где основную роль играют ПМ. Это электронное зажигание, автоматические стеклоподъёмники, управление холостым ходом, бензиновые, дизельные насосы, приборы передней панели и многое другое.

Компьютерные технологии

Все подвижные приборы и устройства в компьютерной технике оснащены магнитными элементами. Перечень включает в себя принтеры, движки драйверов, моторчики дисководов и другие устройства.

Бытовые приспособления

В основном это держатели небольших предметов быта. Полки с магнитными держателями, крепления штор и занавесок, держатели набора кухонных ножей и ещё масса приборов домашнего обихода.

Электротехника

Электротехника, построенная на ПМ, касается таких сфер, как радиотехнические устройства, генераторы и электродвигатели.

Радиотехника

ПМ используют с целью повышения компактности радиотехнических приборов, обеспечения автономности устройств.

Генераторы

Генераторы на ПМ решают проблему подвижных контактов – колец со щётками. В традиционных устройствах промышленного назначения остро стоят вопросы, связанные со сложным обслуживанием оборудования, быстрым износом деталей, значительной потерей энергии в цепях возбуждения.

Единственным препятствием на пути создания таких генераторов является проблема крепления ПМ на вращающемся роторе. В последнее время магниты располагают в продольных пазах ротора, заливая их легкоплавким материалом.

Электродвигатели

В бытовой технике и в некотором промышленном оборудовании получили распространение синхронные электрические двигатели на постоянных магнитах – это вентильные моторы постоянного тока.

Как и в вышеописанных генераторах, ПМ устанавливают на роторах, вращающихся внутри статоров с неподвижной обмоткой. Главное преимущество электродвигателя заключается в отсутствии недолговечных токопроводящих контактов на коллекторе ротора.

Двигатели такого типа – это маломощные устройства. Однако это нисколько не преуменьшает их полезность применения в области электротехники.

Дополнительная информация. Отличительная особенность устройства – это наличие датчика Холла, регулирующего обороты ротора.

Автор надеется, что по прочтении данной статьи у читателя сложится понятное представление о том, что такое постоянный магнит. Активное внедрение постоянных магнитов в сферу деятельности человека стимулирует изобретения и создание новых ферромагнитных сплавов, имеющих повышенные магнетические характеристики.