Masini Cu Magneti Permanenti

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

1/42

Maini sincrone

specialeUtilizarea magneilor permaneni

Maina sincron cu magnei permaneni

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

2/42

Utilizarea magneilorpermanenin construcia mainilor

electriceGeneraliti

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

3/42

1

HM

Wm

BMAm

HC

Br

W

r

Caracteristica de magnetizare.

H MBM =Br +0 M

Proprietile magneilorpermaneni

BBs

2

H

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

4/42

Proprietile magneilor permaneni

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

5/42

Caracteristicile magneilor

ferite alnico Mn-Al-C Sm-Co Nd-Fe-Br 1,1 1, 1,! 1,"# 1,1

$%B&'oC - ",1! - ","2 - ","( - ","( - ",11$%H &'oC - ",2" - ",2" - ",2" - ",2" - ","Wm $)'m( 2"(" 1"*" #" 1" 2#"

r permeabilitatea relativ de revenire

KTB coeficientul de variatie a induciei

KTH coeficientul de variatie a cmpului

!m energia specific ma"im

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

6/42

Magnetul permanent ntr-uncircuit magnetic

legea circ+it+l+i magnetic

H M lM +H Fe lFe +H l= 0

eresia coeficient+l+i de sat+ratieH l=1+

KFe Fe

s

H l

legea fl++l+i magneticBM AM =BAK

legat+ra dintre c/m+l si intensitatea c/m+l+i magnetic

HK

=

-B K M

KsM o

#M

#

$e

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

7/42

Magnetul permanent ntr-un circuitmagnetic

Sc0ema ec0ialent a circ+it+l+i magnetic

#M

#$eM

M

FM

Fe

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

8/42

Magnetul permanent ntr-un circuitmagnetic

coeficientul de permean al circuitului magnetic

=K

m AM L

=

ALM

1=BB

1H

= BrrM

Ks= - Br

M

M

K

K

+

K

Ks

0= - Br

0

1+ Ks M

KK K

K

K

$3 este coeficientul de demagnetiare al circuitului

legt+ra dintre c/m+l 4i intensitatea c/m+l+i magnetic

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

9/42

Magnetul permanent ntr-un circuitmagnetic

Explicativ la punctul de funcionare al magnetului

sat+rat

scri

%52""" C

nesat+rat

BM

%52"" C

HC HM

Br

B

"H

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

10/42

Magnetul permanent ntr-un circuitmagnetic

ind+c6ia magnetic 7n 7ntrefier

B=

B

r

K l K K lM

8ensitatea energiei 7nmagazinate 7n magnet 7n +nct+lde f+nc6ionare a fi

K K K!=

1B"

0

!Br Ks

MMM !

!

H =

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

11/42

Stabilizarea punctului de funcionare almagnetului

legea circ+it+l+i magnetic 7n caz+l solena6iei de demagnetizare

FdH M lM +H Fe lFe +H l=

eresia caracteristicii de f+nc6ionare a circ+it+l+i magnetic

H - BM= - Fd

lM

M

K

0

HKK

=

-B M

KsM o

%n cazul lipsei solenatiei de demagnetizare

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

12/42

A2A9

A#

A

Stabilirea punctului de funcionare almagnetului

Magnet+l c+ caracteristica de demagnetizare neliniar

reenire

A1A:

A*

HC

Br

B

"H

Fd'lM Fd'lM

A(

Magnetizat separat

&' &( &) &*

Magnetizat +n main

&, &- . &, &) /

0olenaie e"ternmare

&1 &2

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

13/42

A:A1

A

A2

Stabilirea punctului de funcionare almagnetului

A( A*

HC Fd'lM

Br

"H

Magnet+l c+ caracteristica de demagnetizare liniar

Magnetizat separatB

&' &( &)

Magnetizat +n main

&, . &,&) / &(

0olenaie e"ternmare

&1 &2

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

14/42

Maini sincrone cumagnei

permaneni

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

15/42

Variante constructive funcionare

Dezavantajele ma4inii sincrone 7n constr+c6ie clasic, c+ ecita6ie

electromagnetic, -rezen6a sistem+l+i erii ; inele colectoareentr+ alimentarea ecita6iei 4i

-necesitatea +nei s+rse de c+rent contin++ care oate fi oma4in de c+rent contin++ sa+ +n redresor comandat.

Solutia la +teri mici si medii folosirea magnetilor ermanenti.

O variant clasic-stator+l 7n constr+c6ie normal, adic miez din

tole c+ crestt+ri 4i 7nf4+rare reartizat.-rotor ecita6ia electromagnetic este 7nloc+it c+ ecita6ie

c+ magne6i ermanen6i, eist/nd diferite sol+6ii constr+ctie,

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

16/42

Variante constructive funcionare

=?

3

d

d 3

d

Magnetizat paralel

0e adun solenaiile

Hc mic4 Br mare

5oncentrare de flu"

Hc mare4 Br mic

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

17/42

Variante constructivefuncionare

3

d

dd

d

3

Magnetizare radial=d > =?

Magnei permaneni turnai

3

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

18/42

Variante constructive funcionare

3

d

a.

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

19/42

Variante constructive funcionare

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

20/42

Variante constructive funcionare

Motor sincron c+ magnet ermanent 4i armt+r statoric nesimetricc+ oli g0ear 1, * ; carcasa motor+l+i, c+ lagre 2, : ; olii g0ear( ; oina statoric 0omoolar # ; a+l 4i inel+l rotoric c+ magnet

ermanent ; senzori Hall 9 ; disoziti de alimentare 4i control

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

21/42

Variante constructivefuncionare

Motor c+ rotor disc d+l+ 4i stator c+ olig0ear1 ; 7nf4+rare ind+s,: ; s+ort de fier,

; g0eareterioar,

2 ; a rotoric, (, ! ; rotor, # ;magne6i magnetiza6i erticalD,* ; g0ear interioar, 9 -magne6i.

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

22/42

C!mpul magnetic

Magnei permaneni dispui +n +ntrefier la suprafaa miezului6

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

23/42

C!mpul magnetic

Magnei permaneni +ngropai6

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

24/42

C!mpul magnetic

Magnei permaneni +ngropai6

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

25/42

C!mpul magnetic

Modificarea cmpului magnetic +n sarcin

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

26/42

Modelul matematic al mainiisincrone cu magneipermaneni

E iE

+d

d

id

? +?

i?

i?

8

i8

Aa stator

Aa rotor

7

80

7

80

Sistem de referin6 legat de rotor

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

27/42

Modelulmatematic

d

?

dt

dt

+ Gd

+ ?+? =

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

28/42

Modelul matematic

8 8 dt

d+

dt" =< i

+ d8" =< i

+ M?i$

% =[i J+(MM)i i

] ? E d d

dt

dtdJ?

dJ

+? =

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

29/42

Modelul matematic

n regim staionar, 5 S,-

dac ind+ctiit6ile sincrone d, ? n+ deind de c+rent 4i- fl++rile s+nt constante

+d =

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

30/42

Modelulmatematic8iagrama ectoriala +S =

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

31/42

+S )GSJS

[

d?= =2

GS =d( E"

sin2" ]

1

2 1

sin" +% =

Modelul matematic

Cuplul mainii.

8ac se negli)eaz rezisten6a fazei statorice, at+nci 7n regim sta6ionar seo6ine

GSJE = (E"

C+l+electromagnetic

C+l+ de rel+ctan6

%em

%r

%

:# !" 1#" 19"

%

" "

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

32/42

"#emplu

Ma4ina sincron c+ magne6i ermanen6i dis+4i e eriferia

rotor+l+i a/nd 2 5 : olit+ra6ia nominal nN 5 :""" rot'min,c+rent+l nominal LSN 5 1.9 A,c+l+l nominal %N 5 1.( Nm,

ind+ctiitatea sincron S 5 "."2*# H d ? 5 SD,rezisten6a fazei statorice

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

33/42

Modelulmatematic

Rrogram+l de sim+lare a f+nc6ionrii motor+l+i +tiliz/nd medi+lMA%AB - SLMLN$

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

34/42

96* ,6* ':-

:)

:1

:'

'

9

)

,Time .second/

96* ,6* ':*

9

*

,

Time .second/

Oaria6ia c+ren6ilor id aD 4i i? D la alimentare sin+soidalc+ tensi+ne 4i frecen6 red+s.

Modelul matematic$%ezultate simulate

7/26/2019 Masini Cu Magneti Permanenti

35/42

Comanda mainii sincrone cu magneipermaneniComanda motor+l+i sincron c+ ecita6ie c+ magne6i ermanen6i

se face alic/nd strategia c+nosc+t a comenzii cu orientaredup cmpul rotoric.

Eist 4i sit+a6ii c/nd se ren+n6 la realizarea ortogonalit6ii celordo+ comonente de c/m 4i resecti de c+l+, 4i an+me 7n caz+rile c/nd se

dore4te 7m+nt6irea factor+l+i de +tere sa+ c/nd este necesar o slire dec/m entr+ cre4terea t+ra6iei.

Ln caz+l 7n care cele do+ comonente n+ s+nt erendic+lare,rs+ns+l sistem+l+i este mai lent, c+l+l electromagnetic red+c/nd+-se.

Ln caz+l ma4inii sin