Användningsområdet för elmotorer

Bland olika typer av elmotorer är den mest använda AC-asynkronmotorn (även känd som induktionsmotorn). Den är bekväm att använda, pålitlig i prestanda, kostnadseffektiv-och strukturellt robust, men den har en relativt låg effektfaktor och svår hastighetsreglering. För kraftapplikationer med hög-kapacitet och låg-hastighet används vanligtvis synkronmotorer (se synkronmotor). Synkronmotorer har inte bara en hög effektfaktor utan bibehåller också en hastighet oberoende av lastens storlek, som enbart bestäms av nätets frekvens. De arbetar med större stabilitet. I scenarier som kräver brett-hastighetsstyrning används ofta likströmsmotorer. Men de har kommutatorer, komplexa strukturer, höga kostnader och underhållsutmaningar, vilket gör dem olämpliga för tuffa miljöer. Sedan 1970-talet har framsteg inom kraftelektronik mognat tekniken för reglering av växelströmsmotorhastigheten, vilket har sänkt kostnaderna för utrustningen och möjliggjort en bred användning av den. En motors märkeffekt hänvisar till den maximala mekaniska effekt den kan upprätthålla under specificerade driftcykler (kontinuerlig, kort-tid eller intermittent periodisk drift) utan överhettning, och driftsparametrarna måste följa typskyltens specifikationer. Under drift är det viktigt att matcha belastningsegenskaperna med motorns prestanda för att förhindra att den springer eller stannar. Elmotorer spänner över ett omfattande effektområde, från milliwatt till megawatt. Deras manövrering och kontroll är mycket bekväma, med funktioner för självstart, acceleration, bromsning, backning och hållning. Vanligtvis varierar motorns uteffekt med rotationshastigheten under hastighetsreglering.

Hög-effektiva motorer kan ersätta JO2-seriens motorer med Y-serien AC asynkronmotorer utan att vara avsevärt begränsade av motortyper. Därför kan alla applikationer som involverar AC-asynkronmotorer ersättas med Y-seriemotorer. Marknadspotentialen för Yx-seriens motorer begränsas av deras kapacitet. I princip kan asynkrona växelströmsmotorer under 90 kW ersättas med högeffektiva motorer i Yx-serien. Den installerade kapaciteten för AC-asynkronmotorer under 90kW står för cirka 30% av den totala AC-asynkronmotorns kapacitet.

Under det senaste decenniet har den kinesiska regeringen förbundit sig att främja motorhastighetsregleringsteknik, som har antagits i varierande grad inom olika branscher. Enligt urvalsundersökningar gjorda av sektorer som petroleum, kraft, byggmaterial, stål, icke-järnmetaller, kol, kemikalier, papperstillverkning och textilier, har petroleum, byggmaterial och kemisk industri uppnått relativt bättre tillämpningar av motorhastighetsreglering. Bland de 400 miljoner kW motorbelastningarna upplever cirka 50 % lastfluktuationer, med 30 % av dessa fluktuationer som kan hanteras genom motorhastighetsreglering. Enbart med tanke på marknadskapaciteten finns det därför en potentiell marknad för cirka 60 miljoner kW hastighetsreglerade-motorer. Kinas totala installerade kapacitet för olika motorer har överstigit 400 miljoner kW, med asynkronmotorer som står för cirka 90 %, små och medelstora{11}motorer utgör cirka 80 % och motorer som driver fläktar, pumpar, kompressorer och liknande maskiner på totalt cirka 130 miljoner kW. Små och medelstora-motorer omfattar nu över 152 serier, 842 typer och mer än 4 000 specifikationer. Under de senaste åren har relevanta avdelningar som maskinindustrin kraftfullt främjat ansträngningar för att spara motorenergi, organiserat forskningsinstitut och företag för att designa och utveckla olika energibesparande motorer. Regulatoriska åtgärder har utfärdats för att fasa ut 63 hög-energiförbrukande-motormodeller och främja 24 energibesparande-motormodeller, för att uppnå vissa resultat. Dessa energibesparande produkter är primärt indelade i två kategorier: den ena är-högeffektiva motorer utformade för att förbättra motoreffektiviteten, och den andra är hastighetsreglerade-motorer.

Den borstlösa DC-motorn består av motorkroppen och drivenheten, vilket gör den till en typisk elektromekanisk integrerad produkt. Motorns statorlindningar är för det mesta anslutna i en trefas symmetrisk stjärnkonfiguration, som är mycket lik den för en trefas asynkron motor. Motorns rotor är utrustad med permanent magnetiserade magneter. För att detektera motorrotorns polaritet är en positionsgivare installerad inuti motorn. Drivenheten är sammansatt av bland annat kraftelektroniska enheter och integrerade kretsar, och dess funktioner inkluderar: ta emot start-, stopp- och bromssignaler från motorn för att styra dess funktion; acceptera positionssensorsignaler och framåt/bakåtsignaler för att reglera omkopplingen av kraftrören i växelriktarbryggan, och därigenom generera ett kontinuerligt vridmoment; ta emot hastighetskommando och återkopplingssignaler för att styra och justera rotationshastigheten; och tillhandahåller bland annat skydds- och displayfunktioner.

Eftersom borstlösa likströmsmotorer arbetar i själv-kontrollerat läge, kräver de inte ytterligare startlindningar på rotorn som synkronmotorer under reglering av varvtal med variabel frekvens, och de upplever inte heller svängningar eller stegring under belastningsändringar. För borstlösa DC-motorer med medelstor och liten-kapacitet är permanentmagneter vanligtvis gjorda av hög-magnetisk-energi sällsynt-jordart neodymjärnbor (Nd-Fe-B) material. Som ett resultat är sällsynta-borstlösa permanentmagnetmotorer en ramstorlek mindre än trefasiga asynkronmotorer med samma kapacitet. Under de senaste tre decennierna har forskning om varvtalsreglering med variabel frekvens för asynkronmotorer i huvudsak fokuserat på att hitta sätt att kontrollera deras vridmoment. Borstlösa likströmsmotorer med permanentmagneter för sällsynta{13}}jordar kommer utan tvekan att visa fördelar i hastighetsreglering på grund av deras breda hastighetsområde, kompakta storlek, höga effektivitet och minimala hastighetsfel vid konstant-tillstånd. Borstlösa DC-motorer, som ärver egenskaperna hos borstade DC-motorer samtidigt som de fungerar som frekvensomvandlingsenheter, är också kända som DC-frekvensomvandlare, med den internationellt erkända termen BLDC. När det gäller driftseffektivitet, låga-vridmoment och hastighetsnoggrannhet överträffar borstlösa DC-motorer alla frekvensomvandlare med styrteknik, vilket gör dem värda att uppmärksamma industrin. Produkten har redan tillverkats med kapaciteter som överstiger 55 kW och kan designas upp till 400 kW, för att möta de industriella behoven av energibesparingar och högpresterande drivlösningar.