A gerjesztő motorok (más néven "elektromos gerjesztő motorok") és az állandó mágneses motorok két alapvető típust alkotnak a mágneses tér generálási módszerek alapján osztályozott villanymotorok területén. A kettő között jelentős különbségek vannak a mágneses térforrások, a szerkezeti kialakítás, a teljesítményjellemzők és az alkalmazható forgatókönyvek tekintetében. Az alábbiakban részletes összehasonlító elemzést adunk három dimenzióból: alapvető jellemzők, fő különbségek és alkalmazható forgatókönyvek, hogy segítsen tisztázni a kettő közötti lényeges különbségeket és alkalmazási logikát.
1. Alapvető jellemző: Elemezze kétféle motor alapvető tulajdonságait külön-külön
(1) Gerjesztő motor (elektromos gerjesztő motor): "Külső tápegység mágneses mezőt hoz létre"
A gerjesztőmotorok mágneses tere a gerjesztő tekercs (tekercs) feszültség alá helyezésével jön létre, nem pedig állandó mágnesekre hagyatkozva. Alapvető jellemzői az "állítható mágneses mező" körül forognak:
Mágneses mező forrás
További "gerjesztőrendszer" (beleértve a gerjesztő tekercset, a gerjesztő tápegységet, a szabályozót) szükséges ahhoz, hogy elektromágneses mezőt generáljon a motor fő mágneses mezőjeként azáltal, hogy egyenáramot vezet a forgórész/állórész gerjesztő tekercsébe.
01
Szerkezeti komplexitás
A forgórész oldala általában gerjesztő tekercset tartalmaz, amihez külső tápegység és forgó tekercsáram átvitele szükséges csúszógyűrűkön és szénkeféken (vagy kefe nélküli gerjesztőszerkezeteken) keresztül (a kefe nélküli szerkezetek csökkenthetik a kopást, de a kialakítás bonyolultabb); A gerjesztőáram beállításához gerjesztővezérlő szükséges.
02
A teljesítmény rugalmassága
A mágneses térerősség pontosan beállítható a gerjesztőáram változtatásával, ezáltal rugalmasan szabályozva a motor fordulatszámát, nyomatékát és kimeneti feszültségét (például a generátor stabilan kiadhatja a feszültséget, és a motor széles tartományú fordulatszám-szabályozást érhet el); A gerjesztés dinamikusan állítható a terhelési követelményeknek megfelelően a hatékonyság optimalizálása érdekében különböző üzemi körülmények között (például a gerjesztőáram csökkentése és a veszteségek minimalizálása kis terhelés esetén).
03
Veszteség és karbantartás
Van "gerjesztési veszteség" (réz veszteség, amelyet a gerjesztő tekercs feszültség alá helyezése okoz), és az általános hatásfok valamivel alacsonyabb, mint az azonos teljesítményű állandó mágneses motoroké; Csúszógyűrűs szénkefe szerkezet használata esetén a szénkefe hajlamos a kopásra, rendszeres cserére és karbantartásra szorul, és szikrákat okozhat (nem alkalmas robbanásbiztos forgatókönyvekre).
04
Költség jellemzői
Nincs szükség állandó mágneses anyagokra, elkerülve a ritkaföldfém állandó mágnesek magas áringadozási kockázatát, és a nagy{0}}teljesítményű modellek anyagköltség-előnye (például megawatt szint) nyilvánvalóbb; A gerjesztőrendszer és a bonyolult szerkezet miatt azonban a kis és közepes teljesítményű modellek összköltsége magasabb lehet, mint az állandó mágneses motoroké.
05
(2) Állandó mágneses motor: "Az állandó mágneseknek saját mágneses mezőjük van"
Az állandó mágneses motor fő mágneses terét állandó mágnesek, például neodímium-vasbór, szamárium-kobalt és ferrit biztosítják, külső gerjesztőáram nélkül. Alapvető jellemzői a "szerkezeti egyszerűsítés és hatékonyság" körül forognak:
① Mágneses mező forrása:Az állandó mágnesek benne rejlő mágnesességtől függően (az állandó mágnesek mágnesezés után hosszú ideig fenntartanak mágneses teret anélkül, hogy további tápellátásra lenne szükség), a fő mágneses térerősséget az állandó mágnesek anyagi tulajdonságai határozzák meg.
② A szerkezet egyszerűsége:A rotor oldalán nincs gerjesztő tekercs, csúszógyűrű és szénkefe (a főáram az "állandó mágneses szinkronmotor", a rotor pedig csak állandó mágneseket tartalmaz), így a szerkezet kompaktabb, kisebb méretű és súlya is könnyebb; Nincs szükség gerjesztő rendszerre, és a vezérlés viszonylag egyszerű (csak az armatúra áramát kell szabályozni, a gerjesztés beállítása nélkül).
③ Teljesítménystabilitás:Nincs gerjesztési veszteség, magas működési hatásfok (különösen a kis és közepes teljesítményű modelleknél a hatásfok 5-15%-kal magasabb, mint az azonos specifikációjú gerjesztőmotoroké); A mágneses térerősséget az állandó mágnes sajátosságai határozzák meg, és nem állítható dinamikusan (a kimenetet közvetetten kell beállítani az armatúra áramvektor szabályozásával, és a fordulatszám-tartományt a szabályozási stratégia korlátozza); Fennáll az állandó mágnes lemágnesezésének veszélye: a magas hőmérséklet, az erős vibráció és a túlzott armatúraáram az állandó mágnes mágneses csillapítását vagy állandó lemágnesezését okozhatja, ami befolyásolja a motor élettartamát.
④ Kopás és karbantartás:Nincs szénkefe kopás, hosszú karbantartási ciklus (csak rutinellenőrzést igényel, nincs szükség a sérülékeny alkatrészek gyakori cseréjére); A nem gerjesztett rézveszteség, a vasveszteség és a mechanikai veszteség a veszteségek fő forrásai, és a hatékonysági előny jelentősebb kis{0}}sebességű, könnyű terhelés mellett.
⑤ Költségjellemzők:A ritkaföldfém állandó mágneses anyagokra (például neodímium vasbórra) támaszkodva az anyagköltség nagy arányt képvisel (kb. 30-50%), és a ritkaföldfémek árának ingadozása közvetlenül befolyásolja a motorok költségeit; A szerkezet egyszerűsítése csökkenti a gyártási és összeszerelési költségeket, és a kis és közepes teljesítményű modellek összköltsége (például kW-szint) alacsonyabb lehet, mint a gerjesztőmotoroké.
2.A legfontosabb különbségek összehasonlítása: egyértelmű megkülönböztetés táblázatos formában
| Méretek összehasonlítása | Gerjesztő motor (elektromos gerjesztés) | Állandó mágneses motor (állandó mágnes szinkron/aszinkron) |
| Mágneses tér generálási módszer | A gerjesztő tekercs feszültség alatt van (külső gerjesztő tápellátást igényel) | Az állandó mágnesek benne rejlő mágnesesség (mágnesezés után nincs szükség tápellátásra) |
| Magszerkezet | Beleértve a gerjesztő tekercset, csúszógyűrűt/szénkefét (vagy kefe nélküli gerjesztést), gerjesztővezérlőt | Tartós mágnessel (rotorral), gerjesztő tekercs nélkül és csúszógyűrűvel/szénkefével |
| Mágneses tér állíthatóság | Gerjesztőárammal pontosan állítható (rugalmas) | Nem állítható (az állandó mágnes jellemzőitől függően, közvetett beállítást igényel vektorvezérléssel) |
| Hatékonysági szint | Alacsonyabb (gerjesztési veszteségekkel), jobb hatásfok nagy{0}}teljesítményű üzemi körülmények között | Magas (nincs gerjesztési veszteség), jelentős előnyök a kis és közepes teljesítmény/kis terhelés hatékonyságában |
| Karbantartási követelmények | Magas (a szénkefét rendszeresen cserélni kell, a gerjesztőrendszer karbantartást igényel) | Alacsony (nincs sérülékeny alkatrész, csak rendszeres karbantartást igényel) |
| Költségszerkezet | Alacsony anyagköltség (állandó mágnesek nélkül), magas szerkezeti/szabályozási költség | Magas anyagköltség (ritkaföldfém állandó mágnes), alacsony szerkezeti/szabályozási költség |
| Környezeti alkalmazkodóképesség | A csúszógyűrű szerkezete hajlamos a szikrázásra (nem alkalmas robbanásbiztos -poros helyzetekre) | Nincs szikraveszély (robbanásbiztos-és tiszta környezetre vonatkozik) |
| Demagnetizálódás veszélye | Nem (áram által generált mágneses mező áramszünet után eltűnik) | Igen (magas hőmérséklet, erős vibráció, túláram az állandó mágnesek lemágnesezését okozhatja) |
3. Alkalmazható forgatókönyv: A kereslet alapján válassza ki az optimális választást
(1) Gerjesztő motor: alkalmas a "nagy teljesítmény, erős szabályozás, alacsony költségingadozás" igényére
①A nagy léptékű energiatermelő rendszerek, mint például a hő/hidroelektromos generátorok (MW-szint) és a szélturbinák (kettős táplálású aszinkron modellek), stabil kimeneti feszültséget igényelnek, és a gerjesztés szabályozásával alkalmazkodni tudnak a hálózati terhelés változásaihoz.
②Nehéz ipari hajtások: például bányászati zúzógépek, nagy acélmalmok és hajóhajtómotorok (nagy teljesítmény, nagy nyomaték, széles tartományú sebességszabályozást igényel, és a ritkaföldfémek magas aránya gazdaságtalan)
③ Alacsony feszültségű és nagyáramú forgatókönyvek: például az elektrolitikus alumíniumipar egyenáramú motorjai, amelyek a gerjesztés szabályozásával pontosan tudják szabályozni a nyomatékot, és elkerülik az állandó mágnesek lemágnesezésének kockázatát nagy áram alatt.
④ Költségérzékeny és karbantartási korlátozásoktól mentes forgatókönyvek, mint például a hagyományos ipari ventilátorok és vízszivattyúk (amelyek nem igényelnek rendkívüli hatékonyságot, és képesek a rendszeres szénkefe-karbantartásra).
(2) Állandó mágneses motor: alkalmas a "nagy hatékonyságú, alacsony karbantartási igényű és kompakt hely igényeire"
①Új energiájú járműhajtás: például hajtómotorok tisztán elektromos járművekhez és hibrid járművekhez (nagy teljesítménysűrűséget, nagy hatékonyságot, korlátozott helyet/súlyt és karbantartást nem igényelnek).
②Ipari szervorendszerek: például robotcsuklók, precíziós szerszámgépek orsói (nagy-precíziós fordulatszám-szabályozást, alacsony vibrációt, valamint az állandó mágneses motorok nagy reakcióképességét és kis veszteségét igénylő orsók megfelelőbbek).
③ Háztartási/kereskedelmi készülékek: például légkondicionáló kompresszorok, mosógépek motorjai, drónmotorok (kis és közepes teljesítményű, nagy hatásfokú, csökkentheti az energiafogyasztást, és a felhasználók zéró toleranciával rendelkeznek a karbantartással kapcsolatban).
④Speciális környezetvédelmi alkalmazások: például orvosi berendezések (MRI-berendezések motorjai), robbanásbiztos{0}}műhelymotorok (szikramentes, kevés karbantartást igénylő, tiszta/veszélyes környezetre alkalmas).
⑤ Alacsony energiatermelés megújuló energiaforrásokból, például kisméretű fotovoltaikus inverterekből és hordozható generátorokból (a nagy hatékonyság javíthatja az energiafelhasználást, a kompakt szerkezet könnyen telepíthető).
4.Összefoglalás
(1) A gerjesztő motor kiválasztása:Ha „nagy teljesítményű, erős mágneses térszabályozásra és a ritkaföldfémek költségkockázatának elkerülésére” van szükség, és egy bizonyos karbantartási szint elfogadható (például nagy{0}}ipari és áramtermelő mezőkben), a gerjesztőmotor praktikusabb választás.
(2) Állandó mágneses motorok kiválasztása:Ha a kereslet „nagy hatásfokú, alacsony karbantartási igény, kis méret/könnyű”, és a költségingadozásokkal szembeni tolerancia magas (például az új energia, a precíziós gyártás és a háztartási berendezések területén), az állandó mágneses motorok több előnnyel rendelkeznek.
A technológiai iteráció iránya mindkettőnél egyértelmű: a gerjesztőmotorok a "kefe nélküli" (a karbantartás csökkentése) és a "hatékony gerjesztésszabályozás" irányába fejlődnek, míg az állandó mágneses motorok a "ritkaföldfém állandó mágneses anyagok" (költségek csökkentése) és a "magas hőmérséklet és lemágnesezési ellenállás" (megbízhatóság javítása) irányába törnek át.
