מבוא מפורט ל
מנועים סינכרוניים מגנט קבוע
הַגדָרָה: מנוע סינכרוני מגנט קבועהוא סוג של מנוע שבו הרוטור משתמש במגנטים קבועים כדי ליצור שדה מגנטי קבוע, ופיתולי הסטטור מופעלים בזרם חילופין כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב. מהירות הרוטור מסונכרנת בקפדנות עם מהירות השדה המגנטי המסתובב של הסטטור.
רכיבים מבניים עיקריים
המבנה הפיזי של מנוע סינכרוני מגנט קבוע מורכב בעיקר מסטטור (חלק נייח) ורוטור (חלק מסתובב), כמו גם מרכיבי עזר:
סטטור: ליבת סטטור (יריעות פלדת סיליקון מוערמות), פיתולים תלת-פאזיים (או רב-פאזיים), מערכת בידוד ודיור.
פונקציה: יוצרת שדה מגנטי מסתובב כאשר מופעל זרם חילופין; הדיור מספק גם תמיכה ופיזור חום.
רוטור: ליבת רוטור, מגנטים קבועים (בדרך כלל NdFeB או SmCo), ציר, נדן (עבור מנועים-במהירות גבוהה)
פונקציה: המגנטים הקבועים מייצרים שדה מגנטי עירור קבוע; ליבת הרוטור יוצרת את המעגל המגנטי, והפיר מוציא מומנט מכני.
כיסויי קצה ומסבים: כיסויי קצה קדמיים ואחוריים, מיסבים, מבנה קירור (מקורר באוויר/נוזל-מקורר)
פונקציה: תומך בסיבוב הרוטור, מבטיח מרווח אוויר אחיד בין הסטטור לרוטור, ומסיר חום מהמנוע.
חיישנים (אופציונלי): שנאי סיבובי, חיישן אפקט הול, מקודד
פונקציה: מזהה את מיקום הרוטור עבור ויסות מהירות-בדיוק גבוה בבקרת וקטור (FOC).
עיקרון עיקרי:
① יצירת שדה מגנטי: זרם חילופין סינוסואידי תלת-פאזי מופעל על פיתולי הסטטור, ויוצר שדה מגנטי מסתובב סינכרוני בחלל (מהירות ns=60f/p, f היא התדר, p הוא מספר זוגות הקטבים). המגנטים הקבועים על הרוטור יוצרים שדה מגנטי עירור קבוע.
② פעולה סינכרונית: השדה המגנטי המסתובב של הסטטור והשדה המגנטי הקבוע של הרוטור מצמדים, יוצרים מומנט אלקטרומגנטי ש"גורר" את הרוטור לאותה מהירות כמו השדה המגנטי המסתובב. כאשר העומס משתנה, זווית הכוח בין קטבי הרוטור לשדה המגנטי של הסטטור משתנה באופן אדפטיבי כדי לאזן את המומנט, אך המהירות נשארת מסונכרנת בקפדנות, ללא החלקה.
③ שיטת בקרה: כדי להשיג פעולה יעילה, נעשה בדרך כלל שימוש בבקרת שדה- (FOC) או בקרת מומנט ישיר (DTC). על ידי זיהוי מיקום הרוטור, זרם הסטטור מנותק לרכיב העירור שיוצר את השדה המגנטי ולרכיב המומנט שיוצר את המומנט, אשר נשלטים בנפרד, ומשיגים ביצועי ויסות מהירות בדומה למנוע DC.
