Sprechen Sie einfach beiläufig über verschiedene Entwicklungstrends bei industriellen Antriebsmotoren. Bitte korrigieren Sie mich!

Am weitesten verbreitet ist der Käfig-Asynchronmotor, dessen technologischer Fortschritt die Verwendung dünner Siliziumstahlbleche hervorhebt. Niederspannungsmotoren mit direktem Netzanschluss fördern und optimieren nach und nach energieeffiziente IE5-Produkte, während Hochspannungsmotoren den Eisenverbrauch weiter reduzieren, die Belüftung und Kühlung verbessern und die Leistungsdichte erhöhen. Ähnlich wie beim Ersetzen von Wärme durch Kälte wird die Masseneinführung dünner Siliziumstahlbleche deren Preise senken und die ursprünglichen 0,5-mm-Siliziumstahlbleche mit höheren Verlusten ersetzen.

Das Spannendste ist die rasante Entwicklung von Motoren mit variabler Drehzahl. Die Kombination aus Permanentmagnetmotor und Synchron-Reluktanz-Designtechnologie sowie neuen Materialien macht die wirtschaftlicheren Motoren mit variabler Drehzahl der Klasse 1 und Super IE5 Wirklichkeit. Die dünne Spezifikation und das verlustarme Siliziumstahlblech reduzieren den Eisenverbrauch erheblich, und das mehrpolige Hochfrequenzdesign reduziert die Kosten des Motorkörpers. Der Ferrit-unterstützte Reluktanz-Permanentmagnetmotor senkt die Motorkosten weiter und entzieht sich der Preiskontrolle für seltene Erden. Eine große Anzahl industrieller Antriebsmotoren strebt nicht nach geringer Größe und geringem Gewicht, sondern nach einem hohen Wirkungsgrad. Daher werden Ferrit-unterstützte Reluktanz-Permanentmagnetmotoren weit verbreitet sein und wahrscheinlich die Leistung von Seltenerd-Permanentmagnetmotoren übertreffen. Die Massenanwendung von ferritunterstützten Reluktanz-Permanentmagnetmotoren erfordert zunächst entsprechende Antriebsfrequenzumrichter, um eine effiziente und zuverlässige Steuerung solcher Motoren zu erreichen. Dies ist kein kompliziertes wissenschaftliches und technisches Problem und kann nur durch Investitionen in Forschung und Entwicklung seitens der Wechselrichterhersteller gelöst werden. Der Ferrit-Reluktanz-Permanentmagnetmotor kann nicht nur IE5 im allgemeinen Drehzahl- und Leistungsbereich erreichen, sondern auch IE5 weiter übertreffen, die Anforderungen von GB 30253 Level 1 erfüllen und den Verlust auf Basis von IE5 um mehr als 20 % reduzieren.

Seltenerd-Permanentmagnet-Synchronmotoren werden auch dort eingesetzt, wo eine hohe Leistungsdichte, kleiner Bauraum und geringe Anforderungen an das Gerätevolumen erforderlich sind, wie z. B. Hochleistungs-Servomotoren, Direktantriebsmotoren mit niedriger Drehzahl, elektrische Antriebsmotoren für Fahrzeuge und die Luftfahrt elektrische Antriebsmotoren, elektrische Schiffsantriebe usw. Anwendungen wie Antriebsmotoren. Ebenso kann der Seltenerd-Permanentmagnet-Synchronmotor nicht nur IE5 im allgemeinen Drehzahl- und Leistungsbereich erreichen, sondern auch IE5 weiter übertreffen, die Anforderungen von GB 30253 Level 1 erfüllen und den Verlust auf dieser Basis um mehr als 20 % reduzieren von IE5.

Die oben erwähnte Verbesserung der Energieeffizienz wird unweigerlich die Kosten erhöhen. Aber mit den zusätzlichen Kosten für das Motorgehäuse können Hochleistungsgeräte in relativ kurzer Zeit den finanziellen Break-Even-Punkt des Austauschs ineffizienter Motoren überschreiten. Es ist ersichtlich, dass es zuerst auf einige Kompressoren und Wasserpumpen angewendet wurde, die Antriebe mit variabler Drehzahl erfordern.

Ferrit-Reluktanz-Permanentmagnetmotoren werden die Entwicklung von Ferritmaterialien vorantreiben und die Menge an metallischem Kobalt erhöhen, das zur Verbesserung der Leistung von Ferrit verwendet wird.

Ein weiterer wichtiger Entwicklungstrend ist die Entwicklung von Direktantriebsmotoren mit niedriger Drehzahl zu höherer Leistung und niedrigerer Drehzahl. Der Direktantriebsmotor mit niedriger Drehzahl ersetzt das Getriebe oder reduziert das Untersetzungsverhältnis, um ein Antriebssystem mit Volldirektantrieb und Halbdirektantrieb zu bilden, wodurch die gesamte Antriebsausrüstung wirtschaftlicher und zuverlässiger wird. Der Direktantriebsmotor mit niedriger Drehzahl kann ein Drehmoment von bis zu 100.000 Nm bis 500.000 Nm abgeben, um große Drahtziehmaschinen, Bandförderer, Mischer, Aufzüge, Kugelmühlen und Brechanlagen anzutreiben. Die Entwicklung dieses Motortyps erfordert eine relativ wirtschaftliche hohe Remanenz, selten Materialien für Erdpermanentmagnete.

Es gibt weitere Entwicklungen wie Kühltechnik, Umformwicklungstechnik und Hochgeschwindigkeitslagertechnik, die die Leistungsdichte des Motors weiter erhöhen können.

Bevor es bei Technologien wie supraleitenden Materialien zu einem Durchbruch kommt, wird die Entwicklung der Effizienz und Leistungsdichte des Motorkörpers tendenziell gesättigt sein, und die größere Entwicklung liegt in der intelligenten optimalen Steuerung des Motors durch das Antriebssystem.

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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. April 2023