Uzbudni motori (također poznati kao "električni uzbudni motori") i motori s trajnim magnetima dvije su osnovne vrste u području električnih motora klasificiranih na temelju metoda stvaranja magnetskog polja. Postoje značajne razlike između njih dvoje u pogledu izvora magnetskog polja, konstrukcijskog dizajna, karakteristika izvedbe i primjenjivih scenarija. Sljedeće pruža detaljnu komparativnu analizu iz tri dimenzije: osnovne karakteristike, ključne razlike i primjenjivi scenariji, kako bi se pojasnile bitne razlike i logika primjene između to dvoje.
1. Osnovna značajka: odvojeno analizirajte bitna svojstva dviju vrsta motora
(1) Pobudni motor (električni pobudni motor): "Vanjsko napajanje stvara magnetsko polje"
Magnetsko polje uzbudnog motora generira se napajanjem uzbudnog namota (zavojnice), umjesto oslanjanjem na trajne magnete. Njegove osnovne značajke vrte se oko "podesivog magnetskog polja":
Izvor magnetskog polja
Dodatni "sustav uzbude" (uključujući uzbudni namot, napajanje uzbude, regulator) potreban je za generiranje elektromagnetskog polja kao glavnog magnetskog polja motora propuštanjem istosmjerne struje do uzbudnog namota rotora/statora.
01
Strukturna složenost
Strana rotora obično uključuje uzbudni namot, koji zahtijeva prijenos vanjskog napajanja i struje rotirajućeg namota kroz klizne prstenove i ugljične četkice (ili uzbudne strukture bez četkica) (strukture bez četkica mogu smanjiti trošenje, ali je dizajn složeniji); Za podešavanje struje uzbude potreban je regulator uzbude.
02
Fleksibilnost izvedbe
Snaga magnetskog polja može se precizno podesiti promjenom pobudne struje, čime se fleksibilno kontrolira brzina, moment i izlazni napon motora (kao što je generator može stabilno proizvoditi napon, a motor može postići regulaciju brzine u širokom rasponu); Pobuda se može dinamički prilagoditi prema zahtjevima opterećenja kako bi se optimizirala učinkovitost u različitim radnim uvjetima (kao što je smanjenje struje pobude i minimiziranje gubitaka pod malim opterećenjima).
03
Gubitak i održavanje
Postoji "gubitak uzbude" (gubitak bakra uzrokovan aktiviranjem uzbudnog namota), a ukupna učinkovitost je nešto niža od one kod motora s permanentnim magnetima iste snage; Ako se koristi struktura karbonske četkice s kliznim prstenom, karbonska četkica je sklona trošenju i zahtijeva redovitu zamjenu i održavanje te može stvarati iskre (nije prikladno za -eksplozivne scenarije).
04
Troškovne karakteristike
Nema potrebe za materijalima s trajnim magnetima, čime se izbjegava veliki rizik od fluktuacije cijene rijetkih zemnih trajnih magneta, a prednost u cijeni materijala kod modela velike -snage (kao što je razina megavata) je očiglednija; Međutim, zbog sustava pobude i složene strukture, ukupna cijena modela male i srednje snage može biti veća od cijene motora s trajnim magnetima.
05
(2) Motor s trajnim magnetima: "Trajni magneti imaju vlastito magnetsko polje"
Glavno magnetsko polje motora s trajnim magnetima osiguravaju trajni magneti kao što su neodimij željezo bor, samarij kobalt i ferit, bez potrebe za vanjskom pobudnom strujom. Njegove osnovne značajke vrte se oko "strukturalnog pojednostavljenja i učinkovitosti":
①Izvor magnetskog polja:Ovisno o inherentnom magnetizmu permanentnih magneta (permanentni magneti održavaju magnetsko polje dugo vremena nakon magnetiziranja bez potrebe za dodatnim napajanjem), glavna jakost magnetskog polja određena je svojstvima materijala permanentnih magneta.
②Jednostavnost strukture:Nema pobudnog namota, kliznog prstena i karbonske četkice na strani rotora (glavni tok je "sinkroni motor s trajnim magnetom", a rotor sadrži samo trajne magnete), što čini strukturu kompaktnijom, manjom veličinom i lakšom težinom; Nije potreban sustav uzbude, a sustav upravljanja je relativno jednostavan (potrebno je kontrolirati samo struju armature, bez podešavanja uzbude).
③Stabilnost performansi:Nema gubitka pobude, visoka radna učinkovitost (posebno za modele male i srednje snage, učinkovitost je 5% -15% veća od one kod pobudnih motora istih specifikacija); Snaga magnetskog polja određena je inherentnim karakteristikama trajnog magneta i ne može se dinamički podešavati (izlaz se mora neizravno podešavati putem vektorske kontrole struje armature, a raspon brzine ograničen je strategijom upravljanja); Postoji rizik od demagnetizacije trajnog magneta: visoka temperatura, jake vibracije i pretjerana struja armature mogu uzrokovati magnetsko propadanje ili trajno demagnetiziranje trajnog magneta, što utječe na životni vijek motora.
④Nošenje i održavanje:Nema problema s trošenjem karbonskih četkica, dug ciklus održavanja (zahtijeva samo rutinski pregled, nema potrebe za čestom zamjenom osjetljivih dijelova); Nepobuđeni gubici bakra, gubici željeza i mehanički gubici glavni su izvori gubitaka, a prednost učinkovitosti je značajnija u uvjetima malog -opterećenja.
⑤Obilježja cijene:Oslanjajući se na materijale trajnih magneta rijetkih zemalja (kao što je neodimij željezo bor), troškovi materijala čine visok udio (oko 30% -50%), a fluktuacija cijena rijetkih zemalja izravno će utjecati na cijenu motora; Pojednostavljivanjem strukture smanjuju se troškovi proizvodnje i montaže, a ukupni trošak modela male i srednje snage (kao što je razina kW) može biti niži od troška uzbudnih motora.
2. Usporedba ključnih razlika: jasno razlikovanje u tabličnom formatu
| Usporedba dimenzija | Pobudni motor (električna pobuda) | Motor s trajnim magnetom (sinkroni/asinkroni s permanentnim magnetom) |
| Metoda generiranja magnetskog polja | Pobudni namot pod naponom (zahtijeva vanjsko napajanje pobude) | Inherentni magnetizam permanentnih magneta (nije potrebno napajanje nakon magnetizacije) |
| Struktura jezgre | Uključujući pobudni namot, klizni prsten/ugljičnu četkicu (ili pobudu bez četkica), regulator pobude | Sadrži trajni magnet (rotor), bez pobudnog namota i kliznog prstena/ugljične četkice |
| Mogućnost podešavanja magnetskog polja | Može se precizno podesiti preko pobudne struje (fleksibilno) | Nepodesivo (ovisno o karakteristikama trajnog magneta, zahtijeva neizravno podešavanje putem vektorske kontrole) |
| Razina učinkovitosti | Niža (s gubicima pobude), bolja učinkovitost pod-radnim uvjetima velike snage | Visoka (bez gubitka pobude), značajne prednosti u učinkovitosti male i srednje snage/malog opterećenja |
| Zahtjevi za održavanje | Visoko (ugljenu četku treba redovito mijenjati, sustavu uzbude potrebno je održavanje) | Nizak (nema ranjivih dijelova, zahtijeva samo rutinsko održavanje) |
| Struktura troškova | Niska cijena materijala (bez trajnih magneta), visoka cijena strukture/kontrole | Visoka cijena materijala (trajni magnet rijetke zemlje), niska struktura/trošak kontrole |
| Prilagodljivost okolišu | Struktura kliznog prstena sklona je iskrenju (nije prikladno za -eksplozivne/prašnjave scenarije) | Bez opasnosti od iskrenja (primjenjivo na-eksplozivno zaštićena i čista okruženja) |
| Rizik od demagnetizacije | Ne (magnetsko polje generirano strujom, nestaje nakon nestanka struje) | Da (visoka temperatura, jake vibracije, prekomjerna struja mogu uzrokovati demagnetizaciju trajnih magneta) |
3. Primjenjivi scenarij: Usklađivanje optimalnog izbora na temelju potražnje
(1) Pobudni motor: pogodan za zahtjeve "velike snage, jake regulacije, niske cijene fluktuacije"
①Sustavi za proizvodnju električne energije velikih razmjera, kao što su toplinski/hidroelektrični generatori (MW razina) i vjetroturbine (dvostruko napajani asinkroni modeli), zahtijevaju stabilan izlazni napon i mogu se prilagoditi promjenama u opterećenju mreže putem regulacije uzbude.
②Teški industrijski pogon: kao što su rudarske drobilice, velike čeličane i brodski pogonski motori (velika snaga, veliki okretni moment, zahtijeva regulaciju brzine u širokom rasponu, a visok udio troškova rijetkih zemalja je neekonomičan)
③Scenariji niskog napona i visoke struje: kao što su istosmjerni motori u elektrolitičkoj aluminijskoj industriji, koji mogu točno kontrolirati okretni moment putem regulacije pobude i izbjeći rizik od demagnetizacije trajnih magneta pod visokim strujama.
④Scenariji koji su troškovno osjetljivi i nemaju ograničenja održavanja, kao što su tradicionalni industrijski ventilatori i vodene pumpe (koje ne zahtijevaju ekstremnu učinkovitost i mogu prihvatiti redovito održavanje karbonskih četkica).
(2) Motor s trajnim magnetom: pogodan za potrebe "visoke učinkovitosti, malo održavanja i kompaktnog prostora"
①Pogon vozila s novom energijom: kao što su pogonski motori za čisto električna vozila i hibridna vozila (zahtijevaju veliku gustoću snage, visoku učinkovitost, ograničeni prostor/težinu i bez zahtjeva za održavanjem).
②Industrijski servo sustavi: kao što su zglobovi robota, precizna vretena alatnih strojeva (zahtijevaju visoko-preciznu regulaciju brzine, niske vibracije te visoku reakciju i male gubitke motora s trajnim magnetima su prikladniji).
③Kućanski/komercijalni uređaji: kao što su kompresori klima uređaja, motori perilica rublja, motori dronova (male do srednje snage, visoke učinkovitosti, mogu smanjiti potrošnju energije, a korisnici nemaju toleranciju za održavanje).
④Posebne primjene u okolišu: kao što je medicinska oprema (motori opreme za MRI), motori za-radionice otporne na eksploziju (bez iskrenja, malo održavanja, prikladni za čista/opasna okruženja).
⑤Mala proizvodnja energije iz obnovljivih izvora energije, kao što su mali fotonaponski pretvarači i prijenosni generatori (visoka učinkovitost može poboljšati iskorištenje energije, kompaktna struktura je jednostavna za instalaciju).
4.Sažetak
(1) Odabir motora uzbude:Kada je potražnja za "velikom snagom, jakom regulacijom magnetskog polja i izbjegavanjem rizika od troškova rijetkih zemalja", a prihvatljiva je određena razina održavanja (kao -industrija velikih razmjera i proizvodnja električne energije), pobudni motor je praktičniji izbor.
(2) Odabir motora s permanentnim magnetom:Kada je potražnja "visoka učinkovitost, nisko održavanje, mala veličina/lagana", a tolerancija na fluktuacije troškova je visoka (kao što je u poljima nove energije, precizne proizvodnje i opreme za kućanstvo), motori s trajnim magnetima imaju više prednosti.
Smjer tehnološke iteracije za oba je također jasan: pobudni motori se razvijaju prema "bez četkica" (smanjenje održavanja) i "učinkovitoj kontroli uzbude", dok se motori s permanentnim magnetima probijaju prema "materijalima s trajnim magnetima rijetkih zemalja" (smanjenje troškova) i "otpornosti na visoke temperature i demagnetizaciju" (poboljšanje pouzdanosti).
