영구자석 동기전동기의 적용범위

다양한 산업 및 농업 생산 기계의 요구 사항에 따라 모터 드라이브는 고정 속도 드라이브, 속도 조절 드라이브 및 정밀 제어 드라이브의 세 가지 범주로 구분됩니다.

1. 고정 속도 드라이브

산업 및 농업 생산에는 팬과 같이 대략 일정한 속도로 한 방향으로 연속 작동이 필요한 생산 기계가 많이 있습니다. , 펌프, 압축기, 일반 공작기계 등 과거에는 이러한 유형의 기계 대부분이 3상 또는 단상 비동기 모터로 구동되었습니다. 비동기 모터는 저렴한 비용, 간단하고 안정적인 구조, 유지 관리가 용이하므로 이러한 유형의 기계를 구동하는 데 매우 적합합니다. 그러나 비동기식 모터는 효율이 낮고 역률이 낮으며 손실이 크고, 이러한 유형의 모터는 대량으로 널리 사용되므로 사용 중에 많은 양의 전기에너지가 낭비된다. 둘째, 산업 및 농업 분야에서 광범위하게 사용되는 팬과 워터 펌프는 유량을 조정해야 하는 경우가 많습니다. 이는 일반적으로 댐퍼와 밸브를 조정하여 수행되므로 많은 전기 에너지가 낭비됩니다. 1970년대부터 사람들은 팬과 워터 펌프의 비동기 모터 속도를 조정하기 위해 주파수 변환기를 사용하여 상당한 에너지 절약 효과를 달성했지만 주파수 변환기의 비용으로 인해 사용이 제한되고 효율이 낮습니다. 비동기 모터 자체는 여전히 존재합니다.

예를 들어, 가정용 에어컨 압축기는 원래 단상 비동기식 모터를 사용했는데, 작동을 온-오프로 제어할 수 있어 소음과 높은 온도 변화가 단점이었습니다. 1990년대 초, 일본의 Toshiba Corporation은 압축기 제어에 비동기식 모터의 가변 주파수 속도 조절을 처음으로 채택했습니다. 가변 주파수 속도 조절의 장점은 가변 주파수 에어컨의 개발을 촉진했습니다. 최근 몇 년 동안 Hitachi 및 Sanyo와 같은 일본 기업에서는 비동기 모터의 가변 주파수 속도 조절을 대체하기 위해 영구 자석 브러시리스 모터를 사용하기 시작했습니다. 이는 효율성을 크게 향상시키고 더 나은 에너지 절약 효과를 달성했으며 소음도 더욱 감소시켰습니다. 단상 비동기 모터의 부피와 무게를 100%로 가정하고, 영구자석 브러시리스 DC 모터의 부피는 38.6%, 무게는 34.8%, 사용된 구리의 양은 20.9%이다. %, 철 사용량은 36.5%로 효율이 10% 이상 향상되었으며 속도 조정이 편리하고 가격도 비동기 모터의 주파수 변환 속도 조정과 비슷합니다. 에어컨에 영구 자석 브러시리스 DC 모터를 적용하면 에어컨 에이전트의 업그레이드가 촉진되었습니다.

또 다른 예로는 계측기 및 기타 장비에 널리 사용되는 냉각 팬이 있으며, 과거에는 외부 회전자 구조의 단상 비동기 모터로 구동되었으며 크기가 크고 무게가 큽니다. 효율성이 낮습니다. 최근에는 영구 자석 브러시리스 DC 모터로 구동되는 브러시리스 팬으로 완전히 교체되었습니다. 현대에 들어 급속히 발전하는 각종 컴퓨터와 기타 정보기기에는 브러시리스 팬이 예외 없이 사용되고 있다. 수년에 걸쳐 다양한 종류와 사양으로 완전한 브러시리스 팬 시리즈가 형성되었습니다. 외부 프레임 크기는 15mm에서 120mm까지 12가지 유형, 프레임 두께는 6mm에서 18mm까지 7가지 유형, 전압 사양은 DC 1.5V입니다. , 3V, 5V, 12V, 24V, 48V, 속도 범위는 2100rpm ~ 14000rpm이며 저속, 중속, 고속 및 초고속의 4가지 유형으로 구분됩니다. 수명은 30000시간 이상입니다. 외부 회전자 전기 모터를 갖춘 영구 자석 브러시리스 DC입니다.

최근 몇 년간의 실습에 따르면 전력이 10kW를 넘지 않고 지속적으로 작동하는 상황에서 크기를 줄이고 재료를 절약하며 효율성을 향상하고 에너지 소비를 줄이기 위해 점점 더 많은 비동기식 모터 드라이브가 사용되는 것으로 나타났습니다. 점차적으로 영구자석 브러시리스 DC 모터로 대체되고 있습니다. 고전력 애플리케이션에서는 높은 1차 비용과 투자로 인해 영구 자석 소재 외에 고전력 드라이버가 필요하므로 애플리케이션이 적습니다.

2. 속도 조절식 드라이브

작동 속도를 임의로 설정하고 조정해야 하는 작업 기계가 꽤 있지만 속도 제어 정확도 요구 사항은 그리 높지 않습니다. 이러한 유형의 구동 시스템은 포장 기계, 식품 기계, 인쇄 기계, 자재 취급 기계, 섬유 기계 및 운송 차량에 많이 적용됩니다.

이러한 속도 조절 응용 분야에서는 초기에는 DC 모터 속도 조절 시스템이 가장 많이 사용되었으며, 1970년대 이후 전력 전자 기술 및 제어 기술의 발전으로 비동기 모터의 주파수 변환 속도 조절이 이루어졌습니다. DC 속도 제어 시스템의 원래 속도 조절 시스템에 빠르게 침투했습니다. 이는 비동기 모터 주파수 변환 속도 제어 시스템의 성능과 가격이 DC 속도 제어 시스템과 완전히 비교할 수 있는 반면, 비동기 모터는 대용량, 높은 신뢰성이라는 장점을 갖고 있기 때문입니다. , DC 모터에 비해 간섭이 적고 수명이 길다. 따라서 비동기 모터 주파수 변환 속도 조절은 여러 경우에 DC 속도 조절 시스템을 빠르게 대체했습니다.

AC 영구자석 동기 모터는 소형, 경량, 고효율 및 에너지 절약으로 인해 점점 더 많은 주목을 받고 있으며 제어 기술은 점점 더 성숙해지고 있으며 컨트롤러도 상용화되고 있습니다.

중소형 비동기 모터의 주파수 변환 속도 조절은 점차 영구 자석 동기 모터 속도 조절 시스템으로 대체되고 있습니다. 엘리베이터 드라이브가 전형적인 예입니다. 엘리베이터 구동 시스템에는 모터의 가속, 속도 안정화, 제동 및 위치 결정에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 초기에는 사람들이 DC 모터 속도 제어 시스템을 사용했으며 그 단점은 자명했습니다. 1970년대에는 주파수 변환 기술이 성숙해졌고 비동기 모터의 가변 주파수 속도 조절 드라이브가 엘리베이터 산업의 DC 속도 조절 시스템을 빠르게 대체했습니다. 최근 몇 년 동안 엘리베이터 산업의 최신 구동 기술은 영구 자석 동기 모터 속도 제어 시스템입니다. 크기가 작고 에너지가 절약되며 제어 성능이 좋으며 저속 직접 구동으로 쉽게 만들 수 있습니다. 기어 감속 장치의 필요성; 저소음, 레벨링 정확도 및 편안함이 이전 구동 시스템보다 우수하며 기계실이 없는 엘리베이터에 사용하기에 적합합니다. 영구 자석 동기 모터 구동 시스템은 주요 엘리베이터 회사에서 빠르게 선호를 얻었으며 이를 지원하는 특수 주파수 변환기 시리즈 제품이 다양한 브랜드에서 출시되었습니다. 속도 제어 구동의 경우 영구자석 동기 모터가 세계를 장악할 것으로 예상됩니다. 일본의 Fuji Company는 전력 범위가 0.4kW~300kW인 영구 자석 동기 모터 제품에 맞는 일련의 주파수 변환 컨트롤러를 출시했습니다. 용량은 동일한 용량의 비동기 모터보다 프레임 크기가 1~2배 작습니다. 표시기는 비동기 모터보다 훨씬 높습니다. 펌프, 운송 기계, 믹서, 윈치, 리프트, 크레인 및 기타 여러 장소에 적합합니다.

3. 정밀 제어 구동

① 고정밀 서보 제어 시스템

서보 모터는 산업 자동화 분야에서 작동 제어에 매우 중요한 역할을 합니다. 다양한 애플리케이션 시나리오에는 서보 모터에 대한 제어 성능 요구 사항이 다릅니다. 실제 적용에서 서보 모터에는 토크 제어/전류 제어, 속도 제어, 위치 제어 등과 같은 다양한 제어 방법이 있습니다. 서보 모터 시스템은 최근 몇 년 동안 가장 눈길을 끄는 영구 자석 모터 AC 서보 시스템까지 DC 서보 시스템, AC 서보 시스템, 스테퍼 모터 구동 시스템을 경험했습니다. 최근 수입되는 각종 자동화 장비, 자동처리장치, 로봇 등은 대부분 영구자석 동기모터의 AC 서보 시스템을 사용하고 있다.

II 정보기술 분야의 영구자석 동기모터

오늘날의 정보기술은 고도로 발전하고 있으며, 이를 뒷받침하는 핵심 부품이 바로 마이크로 모터이다. 수요가 높으며 정밀도 및 성능 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 이러한 유형의 마이크로 모터에 대한 요구 사항은 소형화, 박형화, 고속, 긴 수명, 높은 신뢰성, 저소음 및 저진동이며 정확도 요구 사항이 특히 높습니다. 예를 들어, 하드디스크 드라이브의 스핀들 구동 모터는 영구자석 브러시리스 DC 모터로, 디스크를 거의 10,000rpm의 고속으로 회전시키며, 데이터 읽기 및 쓰기 기능을 수행하는 디스크의 자기 헤드는 정지 상태로 수행된다. 디스크 표면에서 0.1~0.3미크론만 이동하면 정확도 요구 사항이 매우 높다고 생각할 수 있습니다. 프린터, 소프트 드라이브 및 하드 드라이브, 광 디스크 드라이브, 팩스, 복사기 등과 같은 정보 기술의 다양한 장비에 사용되는 대부분의 드라이브 모터는 영구 자석 브러시리스 DC 모터입니다. 이런 종류의 마이크로모터는 기술적인 한계로 인해 국내에서 제작이 불가능하고, 일부 제품은 국내에서 조립을 하고 있다.