Mikko Valtonen - VEM motors Finland Oy · Permanent magnet synchronous motors for inve rter...

M/aux Ingeborg CMS Colombo Express (kuva Hapag-Lloyd) Windlift I (kuva Bard-Gruppe)

KestomagneettiteknologiaKestomagneettiteknologiatahtikonekäytöissäMikko Valtonen

VEM motors Finland Oy25.8.2011Tiiliholvi25.8.2011Tiiliholvi

JohdantoJohdanto

Kestomagneettikoneen roottorin magnetointi tapahtuu kestomagneeteillaKestomagneettikoneen roottorin magnetointi tapahtuu kestomagneeteilla Tarkan säädön saa yleensä tehtyä helpommin PM-koneelle kuin epätahtikoneelleKestomagneettikoneet soveltuvat erityisen hyvin hidaskäyntisiin sovelluksiinKestomagneettikoneet soveltuvat erityisen hyvin hidaskäyntisiin sovelluksiinSuoravetoinen rakenne, ei vaihdelaatikkoa

Tilasäästöt, säästöjä huolloissa, korkea hyötysuhde myös matalilla pyörimisnopeuksilla

Soveltuvat myös stand-alone käyttökohteisiin y yEi tarvita sähköverkkoa tuottamaan magnetointiaEi tarvita magnetointikäämitystä

VEM motors Finland Oy25.8.2011Tiiliholvi25.8.2011Tiiliholvi2

RadiaalivuokoneRadiaalivuokone


AksiaalivuokoneetAksiaalivuokoneet


VEM:n kestomagneettiroottoriVEM:n kestomagneettiroottori


Perustuu VEM:n standardimoottoriinPerustuu VEM:n standardimoottoriin

Laipat, tassutJarrutJarrutVierastuulettimetLaakeroinnitAbsoluuttianturitPulssianturitLämpötilavalvonta PT-100, PTC-anturit


Kestomagneettimoottoreidenit itmitoitus

DemagnetointiTerminenTerminenDemagnetoiva kenttä / oikosulkutilanneKorroosio

Moottorikäytössä tyypillisesti Epm 0 95xUnMoottorikäytössä tyypillisesti Epm ~0.95xUnMitoitusmarginaali kentänheikennykselle ~20…30 %

RajatJos 400 V käyttö taajuusmuuttaja kestää tyypillisesti 480 V voidaan toimiaJos 400 V käyttö, taajuusmuuttaja kestää tyypillisesti ~480 V, voidaan toimia ~20 % yli nimellisnopeudenPitkät lämpöaikavakiot, 1 min, 150 % ylivirta ei ole ongelma

RyntäysRyntäysHuoltoJännitteen valinta

Isot koneet hankalia


Isot koneet hankaliaKäämikierrosten lkm rajoittava tekijä

7

Kestomagneettimoottoreiden it it / FEAmitoitus / FEA


Epätahtikone vs. PM-koneEpätahtikone vs. PM koneEpätahtikoneen ja kestomagneettitahtikoneen välinen käyttäytyminen

PFRICTION

PIRON

PINPUT

PROTOR

POUTPUT

PLLPWINDING

ReunaehdotPout = 55 kW, 2p = 4, yhtenevät Bρ, Bt ja By,


ρ ysamat Jsvakio U/f-suhde

Epätahtikone vs. PM-koneEpätahtikone vs. PM kone

Roottorissa ei synny Cu-häviöitä, koska roottorissa ei tarvita t i ti i tmagnetointivirtaa.

PM-kone toimii useimmiten korkealla tehokertoimella => alhaiset Cu-häviöt

Kestomagneettimoottoreiden napaluku on usein suurempi kuin epätahti-moottoreissa. Kun napoja on paljon, ilmavälihalkaisijaa voidaan kasvattaa. Vääntömomentti kasvaa ilmavälihalkaisijan kasvaessa => samastaVääntömomentti kasvaa ilmavälihalkaisijan kasvaessa => samasta tilavuudesta suurempi teho.

Jos PMSM koneen käämien päädyt tehdään lyhyemmiksiJos PMSM koneen käämien päädyt tehdään lyhyemmiksi (murtovakokäämityt koneet), resistanssi pienenee => kuparihäviöt voivat olla hieman alhaisemmat kuin epätahtikoneissa


KäyttökohteitaKäyttökohteita


VEM kestomagneettimoottoritHyötysuhdeoptimoitu PE1R

Tehoalue 0 09 90 kWTeho-optimoitu P21R

Tehoalue 0 25 75 kW

VEM kestomagneettimoottorit

Tehoalue 0.09 - 90 kW750 - 3000 rpmVääntömomentti 0.6 - 860 NmRunkokoot 56 315

Tehoalue 0.25 - 75 kW500 - 3000 rpmVääntömomentti 1.2 – 716 NmRunkokoot 56 280Runkokoot 56 - 315

IP55 / 155 [F/B]Runkokoot 56 - 280IP55 / 155 [F/B]

Momenttioptimoitu P21F Momenttioptimoitu P21BVierastuuletettu IC416Tehoalue 13 – 471 kW220 – 600 rpm

Nestejäähdytteinen IC 31WTehoalue 19.8 – 213.6 kW220 – 600 rpm

Vääntömomentti 573 – 7500 NmRunkokoot 225 - 315IP55 / 155 [F/B]

220 600 rpmVääntömomentti 860 – 3400 NmRunkokoot 225 - 315IP 55 / 155 [F/B]


IP 55 / 155 [F/B]

VEM motors Finland Oy

NdFeB tuotantoNdFeB tuotanto


NdFeB-materiaalin hintakehitysNdFeB materiaalin hintakehitys


NdFeB –materiaaliNdFeB materiaali


Moottorityypin valintaMoottorityypin valinta

VSD / vakionopeuskäyttö?Jos VSD niin PMSM järkevä, muutoin IMPMSM vaatii vektoriohjatun taajuusmuuttajan

Onko tarvetta kentänheikennykselle?pintamagneetit / uppomagneetit

Käyttötapa ja pyörimisnopeus

Ympäristö

Suorituskriteerit


Fyysiset rajoitteet

16

PM-moottorin säätöPM moottorin säätö


LähteetLähteetABB, teknisiä tietoja ja taulukoita

Concentrated winding multiphase permanent magnet machines desing and electromagnetic properties – case axial flux machine, Hanne Jussila

Desing of axial-flux premanent magnet low-speed machines and performance comparison between radial-flux and axial-flux machines, Asko Parviainen

Magnews Transforming Electromagnetic DesingMagnews, Transforming Electromagnetic Desing

NEOREM magnets myötätuulessa

Permanent magnet synchronous motors for inverter operation, VEM Production information low voltage motorsg

Report of toyota/prius motor torque capability, torque property, no-load back-emf, and mechinal losses – revised may 2007, Mitch Olszewski

VALMET AUTOMOTIVE, A message of Valmet Automotive, service provider for automotive industry

www.neorem.fi

www.ktmagnet.com


Energiansäästöjä mahdollista saavuttaa monin keinoin


Mikko Valtonen - VEM motors Finland Oy · Permanent magnet synchronous motors for inve rter...

Documents

Transcript of Mikko Valtonen - VEM motors Finland Oy · Permanent magnet synchronous motors for inve rter...