“Động Cơ PM Yaskawa”

        “Yaskawa với hơn 100 năm lịch sử phát triển động cơ và các thiết bị truyền động điện. Chúng tôi tự hào về đội ngũ thiết kế với nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực này.”

       Hiện nay, hơn một nữa tổng công suất tiêu thụ trên thế giới là do động cơ điện. Ngoài ra, vấn đề nóng lên toàn cầu ngày càng trở nên nghiêm trọng. Do đó việc sử dụng động cơ hiệu suất cao là yêu cầu thiết yếu vì mục tiêu phát triển bền vững của thế giới.

      Mỗi ngành công nghiệp đều tích cực làm việc về tiết kiệm năng lượng trên hệ thống của mình bao gồm cả động cơ. Đặc biệt đối với động cơ cảm ứng 3 pha, mỗi quốc gia đều có tiêu chuẩn áp dụng hiệu suất cao của động cơ. Tiêu chuẩn về hiệu suất động cơ áp dụng ở một số quốc gia được thể hiện trong Hình 1.

Hình 1 Tiêu chuẩn hiệu suất động cơ ở mỗi quốc gia (Nguồn JEMA)

(Lưu ý) hiệu suất thấp IE1 => IE2 => IE3 hiệu suất cao

         Cơ bản dựa trên cấu tạo chúng ta có thể chia động cơ thành 02 loại khác nhau: Động cơ cảm ứng (IM) và Động cơ nam châm vĩnh cửu (PM). Trong đó, dựa trên việc bố trí nam châm vĩnh cữu, động cơ PM đã chia thành động cơ nam châm vĩnh cửu bề mặt (SPMM) và động cơ nam châm vĩnh cửu bên trong (IPMM). Các đặc tính động cơ được so sánh trong Hình 2.

Hình.2 So sánh đặc tính động cơ

        Động cơ PM Yaskawa có nam châm vĩnh cửu trong roto cho mục đích hệ thống từ trường, nhưng nó đã đạt được tính năng kỹ thuật hiệu suất cao với kích thước nhỏ gọn nhờ không có tổn thất đồng như động cơ IM. Động cơ cảm ứng IM với rotor truyền động trực tiếp có hệ thống từ trường dễ điều khiển. Đây là tính năng tuyệt vời nhất nhờ có roto mạnh mẽ, tốc độ quay cho phép cao với phạm vi công suất rộng. Trong trường hợp truyền động với biến tần, nó cũng có thể truyền động nhiều trục như một ưu điểm kỹ thuật.

         Mặt khác, động cơ SPMM với hệ thống từ trường mạnh ở rotor và tương thích với cuộn dây tập trung trên stato. Đây là một đặc tính kỹ thuật giúp động cơ SPMM có kích thước nhỏ gọn. Động cơ IPM với tính năng độc đáo sử dụng cả mô-men xoắn nam châm và mô-men xoắn từ trở, do đó nó trở nên nhỏ gọn và hiệu suất cao. Ngoài ra có thể sử dụng điều khiển mô-men xoắn theo phương pháp điều khiển vector vòng hở dựa trên tỉ lệ Lq/Ld (Điện cảm stato dọc trục và ngang trục).

        Hơn nữa, một trong những đặc điểm nổi bật của động cơ PM là đảm bảo đặc tính có đầu ra động cơ trong một phạm vi thay đổi lớn. Vì vậy động cơ PM đã được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp giống như động cơ IM hiện nay. Kết hợp với biến tần phù hợp động cơ IPM có thể đáp ứng các yêu cầu thay đổi tốc độ theo quy trình. Điều này phù hợp với điều kiện lựa chọn động cơ trong máy chính OEM về cơ bản là hiệu quả, nhỏ gọn, tiêu chuẩn toàn cầu và tuân thủ quy định.

         Hiện nay Yaskawa giới thiệu dòng động cơ ECO PM SS7 thuộc dòng động cơ IPM mới đã được phát triển ở Yaskawa như sau: Về cơ bản, việc thay đổi động cơ này góp phần cải thiện hệ số công suất động cơ trên một đơn vị thể tích và giảm tổn thất để đạt được hiệu quả cao và nhỏ gọn. Dòng động cơ SS7 đã được phát triển có tính cạnh tranh cao bằng cách áp dụng các biện pháp sau:

  1. Hệ số chiếm chỗ rất cao trong cuộn dây stato
  2. Sử dụng vật liệu ít tổn thất
  3. Bố trí nam châm tập trung, từ thông kiểu hình chữ V
  4. Sử dụng nam châm Neodymium hiệu suất cao hoàn toàn mới
  5. Tối ưu hóa kết hợp vị trí

        Ở biện pháp số 1 & số 2 giúp giảm cả tổn thất đồng và tổn thất sắt trong động cơ, cụ thể động cơ trở nên hiệu suất cao nhờ giảm tổn thất động cơ, mật độ cuộn dây cao được tối ưu hóa bởi hình dạng rãnh & đường kính cuộn dây và mỏng hơn và cũng có liên quan đến thành phần của tấm thép từ tính. Biện pháp số 3 & số 4 có liên quan đến tải nam châm, biện pháp số 5 có thể tăng hệ số cuộn dây, có thể cải thiện mật độ đầu ra bằng cả hai biện pháp và cuối cùng có thể thu gọn kích thước động cơ.

        Nam châm Neodymium hiệu suất cao áp dụng công nghệ tiên tiến, được gọi là phương pháp khuếch tán ranh giới hạt. Hơn nữa, sử dụng công cụ phân tích phần tử hữu hạn FEA (Finite Element Analysis) trong các bước phát triển, dòng rò có thể giảm và đảm bảo đủ độ bền của lõi roto. Từ đó có thể tìm ra hình dạng tối ưu của vị trí đặt nam châm. Ví dụ, phân bố mật độ từ thông được hiển thị trong Hình.3.

Hình.3 Phân bố mật độ từ thông trong lõi roto

         Trong phạm vi công suất từ 2,2kW đến 630kW với tốc độ 1750rpm, dòng SS7 có 26 loại motor khác nhau. Nếu tính cả tốc độ 1450rpm & 1150rpm thì là tổng cộn 80 loại. Kế quả thử nghiêm, khi chạy với biến tần ở tốc độ 1750rpm, giữa các dòng động cơ IE3, IE4 và SS7 được thể hiện trong Hình 4. Ta có thể nhận thấy, dòng SS7 gần như gần với mức hiệu suất của IE4. Đặc biệt, với dải công suất dưới 7,5kW và trên 160kW đều có thể đạt trên mức IE4.

Hình.4 So sánh hiệu suất của động cơ PM, IE3, IE4

         Dòng SS7 có kích thước nhỏ gọn hơn so với dòng SS5 cũ. Hình 5 cho thấy kết quả so sánh về kích thước của động cơ 132kW và tốc độ 1750 vòng / phút làm ví dụ. Chiều cao trung tâm của SS7 có thể nhỏ hơn 4 mức so với động cơ cảm ứng tiêu chuẩn IE2, 2 mức so với dòng cũ SS5. Trọng lượng động cơ SS7 có thể nhẹ hơn khoảng 47% so với động cơ cảm ứng tiêu chuẩn IE2.

Hình 5. Kết quả so sánh Kích thước & Trọng lượng

        Bằng cách này, dòng động cơ SS7 đã tiến gần hơn đến mức hiệu suất của IE4 và có thể nhỏ gọn/nhẹ hơn đáng kể nên rõ ràng đây là sản phẩm tiến bộ. Mặt khác, dòng SS7 có thể được kết hợp dễ dàng với bất kỳ máy nào do có nhiều mức công suất và tốc độ với các tùy chọn. Từ đó cải tạo các máy móc trở nên thân thiện với môi trường hơn.

Hãy liên hệ ngay Hotline: 0903 907 698 hoặc email info@songnguyen.vn để được tư vấn trực tiếp. Tham khảo thêm các sản phẩm, giải pháp khác của Song Nguyên tại website: https://songnguyen.vn/