Poruszę tak luźno kilka trendów rozwojowych przemysłowych silników napędowych, proszę mnie poprawić!

Najpowszechniej stosowany jest silnik asynchroniczny klatkowy, a jego postęp technologiczny podkreśla zastosowanie cienkowarstwowych blach ze stali krzemowej. Silniki niskonapięciowe podłączone bezpośrednio do sieci stopniowo promują i optymalizują produkty energooszczędne w klasie IE5, a silniki wysokonapięciowe dodatkowo zmniejszają zużycie żelaza, poprawiają wentylację i chłodzenie oraz zwiększają gęstość mocy. Podobnie jak zastąpienie ciepła zimnem, masowe przyjęcie cienkościennych blach ze stali krzemowej obniży ich ceny i zastąpi oryginalne blachy ze stali krzemowej o grubości 0,5 mm, powodując większe straty.

Najbardziej ekscytującą rzeczą jest szybki rozwój silników o zmiennej prędkości. Połączenie silnika z magnesami trwałymi i technologii projektowania synchronicznej reluktancji oraz nowych materiałów sprawia, że ​​bardziej ekonomiczne silniki o zmiennej prędkości klasy 1 i super IE5 stają się rzeczywistością. Cienka specyfikacja i niskostratna blacha ze stali krzemowej znacznie zmniejszają zużycie żelaza, a wielobiegunowa konstrukcja wysokiej częstotliwości zmniejsza koszt korpusu silnika. Silnik z magnesami trwałymi wspomagany ferrytem reluktancyjnym dodatkowo obniża koszt silnika i odchodzi od kontroli cen pierwiastków ziem rzadkich. Duża liczba przemysłowych silników napędowych nie dąży do małych rozmiarów i lekkości, ale do wysokiej wydajności. Dlatego szeroko stosowane będą silniki reluktancyjne z magnesami trwałymi wspomaganymi ferrytem, ​​które prawdopodobnie przekroczą moc wyjściową silników z magnesami trwałymi ziem rzadkich. Masowe zastosowania silników reluktancyjnych wspomaganych ferrytem z magnesami trwałymi muszą najpierw obejmować odpowiednie przetwornice częstotliwości, aby zapewnić wydajne i niezawodne sterowanie takimi silnikami. Nie jest to skomplikowany problem naukowo-techniczny i można go rozwiązać jedynie inwestując w badania i rozwój producentów falowników. Silnik z magnesami trwałymi o oporności ferrytowej może nie tylko osiągnąć IE5 w ogólnym zakresie prędkości i mocy, ale także może dodatkowo przekroczyć IE5, spełnić wymagania normy GB 30253 poziom 1 i zmniejszyć straty o ponad 20% w oparciu o IE5.

Silniki synchroniczne z magnesami trwałymi ziem rzadkich będą również stosowane w sytuacjach wymagających dużej gęstości mocy, małej przestrzeni instalacyjnej i małych wymagań dotyczących objętości sprzętu, takich jak wysokowydajne serwomotory, wolnoobrotowe silniki z napędem bezpośrednim, elektryczne silniki napędowe do pojazdów, lotnictwo elektryczne silniki napędowe, napędy elektryczne statków itp. Zastosowania takie jak silniki napędowe. Podobnie silnik synchroniczny z magnesami trwałymi ziem rzadkich może nie tylko osiągnąć IE5 w ogólnym zakresie prędkości i mocy, ale także może dodatkowo przekroczyć IE5, spełnić wymagania normy GB 30253 poziom 1 i zmniejszyć straty o ponad 20% na tej podstawie z IE5.

Wspomniana powyżej poprawa efektywności energetycznej nieuchronnie spowoduje wzrost kosztów. Jednak przy dodatkowym koszcie korpusu silnika, sprzęt o dużej wytrzymałości może przekroczyć finansowy próg rentowności polegający na wymianie nieefektywnych silników w stosunkowo krótkim czasie. Można zauważyć, że po raz pierwszy zastosowano go w niektórych sprężarkach i pompach wodnych, które wymagają napędów o zmiennej prędkości.

Silniki z magnesami trwałymi oporowymi na ferryt będą napędzać rozwój materiałów ferrytowych i zwiększać ilość metalicznego kobaltu, który jest wykorzystywany do poprawy wydajności ferrytu.

Kolejnym ważnym trendem rozwojowym jest rozwój wolnoobrotowych silników z napędem bezpośrednim do wyższych mocy i niższych prędkości. Wolnoobrotowy silnik z napędem bezpośrednim zastępuje przekładnię lub zmniejsza przełożenie redukcji, tworząc w pełni bezpośredni i półbezpośredni układ napędowy, dzięki czemu cały sprzęt napędowy jest bardziej ekonomiczny i niezawodny. Silnik z napędem bezpośrednim o niskiej prędkości może generować moment obrotowy od 100 000 Nm do 500 000 Nm do napędzania dużych maszyn do ciągnienia drutu, przenośników taśmowych, mieszalników, wind, młynów kulowych i szczelinowania. Rozwój tego typu silników wymaga stosunkowo ekonomicznej, wysokiej remanencji, rzadkiej uziemiające materiały z magnesami trwałymi.

Istnieją inne osiągnięcia, takie jak technologia chłodzenia, technologia uzwojenia formującego i technologia łożysk o dużej prędkości, które mogą jeszcze bardziej zwiększyć gęstość mocy silnika.

Zanim nastąpi przełom w technologiach takich jak materiały nadprzewodzące, rozwój wydajności korpusu silnika i gęstości mocy będzie miał tendencję do nasycenia, a większy rozwój polega na inteligentnym optymalnym sterowaniu silnikiem przez układ napędowy.

---

Czas publikacji: 23 kwietnia 2023 r