Rozsah použití elektromotoru

Mezi různými typy elektromotorů je nejrozšířenější střídavý asynchronní motor (také známý jako indukční motor). Vyznačuje se pohodlnou obsluhou, spolehlivým výkonem, nákladově-efektivní a strukturálně robustní, má však relativně nízký účiník a obtížnou regulaci rychlosti. Pro vysokokapacitní, nízko{4}}rychlostní aplikace se běžně používají synchronní motory (viz synchronní motor). Synchronní motory se mohou pochlubit nejen vysokým účiníkem, ale také udržují rychlost nezávislou na velikosti zátěže, určovanou výhradně frekvencí sítě. Pracují s větší stabilitou. Ve scénářích vyžadujících široký-rozsah řízení rychlosti se často používají stejnosměrné motory. Vyznačují se však komutátory, složitými konstrukcemi, vysokými náklady a náročnými požadavky na údržbu, takže nejsou vhodné pro drsná prostředí. Od 70. let 20. století pokroky ve výkonové elektronice vyspěly v technologii regulace otáček střídavého motoru, což snížilo náklady na zařízení a umožnilo jeho široké přijetí. Jmenovitý výkon motoru se vztahuje k maximálnímu mechanickému výkonu, který dokáže udržet při specifikovaných pracovních cyklech (nepřetržitý, krátkodobý nebo přerušovaný periodický provoz) bez přehřívání a provozní parametry musí odpovídat specifikacím na typovém štítku. Během provozu je nezbytné sladit charakteristiky zátěže s výkonem motoru, aby se zabránilo rozběhu nebo zastavení. Elektromotory pokrývají široký rozsah výkonu, od miliwattů po megawatty. Jejich ovládání a ovládání jsou velmi pohodlné a nabízejí samočinné{17}}startování, akceleraci, brzdění, reverzaci a přidržení. Typicky se výstupní výkon motoru mění s rychlostí otáčení během regulace rychlosti.

Vysoce účinné motory{0} mohou nahradit motory řady JO2 střídavými asynchronními motory řady Y, aniž by byly výrazně omezeny typy motorů. Proto lze všechny aplikace zahrnující střídavé asynchronní motory nahradit motory řady Y. Tržní potenciál motorů řady Yx je omezen jejich kapacitou. V zásadě lze střídavé asynchronní motory pod 90 kW nahradit motory řady Yx s vysokou účinností-. Instalovaný výkon střídavých asynchronních motorů pod 90 kW tvoří přibližně 30 % celkové kapacity střídavých asynchronních motorů.

Během posledního desetiletí se čínská vláda zavázala podporovat technologii regulace rychlosti motoru, která byla v různé míře přijata v různých průmyslových odvětvích. Podle výběrových průzkumů provedených sektory, jako je ropa, energetika, stavební materiály, ocel, neželezné kovy, uhlí, chemikálie, papírenský průmysl a textilní průmysl, dosáhly ropný, stavební a chemický průmysl relativně lepších aplikací regulace otáček motoru. Ze 400 milionů kW zatížení motoru přibližně 50 % zaznamenává kolísání zatížení, přičemž 30 % těchto kolísání lze řešit regulací otáček motoru. Pokud tedy vezmeme v úvahu samotnou kapacitu trhu, existuje potenciální trh pro asi 60 milionů kW motorů s regulací otáček-. Celková instalovaná kapacita různých motorů v Číně přesáhla 400 milionů kW, přičemž asynchronní motory tvoří asi 90 %, malé a střední{11}}motory tvoří přibližně 80 % a motory pohánějící ventilátory, čerpadla, kompresory a podobná zařízení o celkovém výkonu asi 130 milionů kW. Malé a střední{15}}motory nyní zahrnují více než 152 sérií, 842 typů a více než 4 000 specifikací. V posledních letech příslušná oddělení, jako je strojírenský průmysl, energicky propagují úsilí o úsporu energie motoru a organizují výzkumné ústavy a podniky, které navrhují a vyvíjejí různé{21}}úsporné motory. Byla vydána regulační opatření s cílem postupně vyřadit 63 modelů motorů s vysokou-spotřebou energie-a podporovat 24 energeticky-úsporných modelů motorů a dosáhnout určitých výsledků. Tyto energeticky-úsporné produkty jsou primárně rozděleny do dvou kategorií: jednou jsou-vysokoúčinné motory určené ke zlepšení účinnosti motorů a druhou jsou motory s regulací otáček{31}}.

Bezkomutátorový stejnosměrný motor se skládá z těla motoru a pohonné jednotky, což z něj činí typický elektromechanický integrovaný produkt. Statorová vinutí motoru jsou většinou zapojena v třífázové symetrické hvězdicové konfiguraci, která je velmi podobná konfiguraci třífázového asynchronního motoru. Rotor motoru je vybaven permanentně magnetizovanými magnety. Pro detekci polarity rotoru motoru je uvnitř motoru instalován snímač polohy. Pohonná jednotka se skládá mimo jiné z výkonových elektronických zařízení a integrovaných obvodů a její funkce zahrnují: přijímání signálů start, stop a brzdění z motoru pro řízení jeho provozu; přijímání signálů snímače polohy a signálů vpřed/vzad pro regulaci spínání výkonových trubic v invertorovém můstku, čímž se generuje nepřetržitý točivý moment; přijímání povelů rychlosti a zpětnovazebních signálů pro řízení a úpravu rychlosti otáčení; a poskytování ochranných a zobrazovacích funkcí, mimo jiné.

Protože bezkomutátorové stejnosměrné motory pracují v režimu samočinného{0}}řízení, nevyžadují další spouštěcí vinutí na rotoru jako synchronní motory s regulací otáček s proměnnou frekvencí, ani u nich nedochází při změnách zátěže k oscilacím nebo krokování. U bezkomutátorových stejnosměrných motorů se střední a malou{2}}kapacitou jsou permanentní magnety obvykle vyrobeny z vysoce -magnetických-vzácných-zemí, neodymových železitých bórových (Nd-Fe-B) materiálů. Výsledkem je, že vzácné-bezkomutátorové motory s permanentními magnety jsou o jednu velikost rámu menší než třífázové asynchronní motory stejné kapacity. V posledních třech desetiletích se výzkum regulace otáček asynchronních motorů s proměnnou frekvencí v podstatě soustředil na hledání způsobů, jak řídit jejich točivý moment. Bezkomutátorové stejnosměrné motory s permanentními magnety pro vzácné{13}}země nepochybně prokážou výhody v regulaci rychlosti díky jejich širokému rozsahu rychlostí, kompaktní velikosti, vysoké účinnosti a minimální{14}}chybě rychlosti v ustáleném stavu. Bezkomutátorové stejnosměrné motory, které přebírají vlastnosti kartáčovaných stejnosměrných motorů a zároveň fungují jako zařízení pro konverzi frekvence, jsou také známé jako stejnosměrné frekvenční měniče, přičemž mezinárodně uznávaný termín je BLDC. Pokud jde o provozní efektivitu, točivý moment při nízkých{17}}otáčkách a přesnost otáček, bezkomutátorové stejnosměrné motory předčí jakýkoli frekvenční měnič s technologií řízení, a proto si zaslouží pozornost průmyslu. Produkt již byl vyroben s kapacitou přesahující 55 kW a lze jej navrhnout až do výkonu 400 kW, což odpovídá průmyslovým potřebám úspor energie a vysoce{21}}výkonným řešením pohonů.