山東艾磁驅動科技有限公司
Shandong Ai Magnetic Drive Technology Co., Ltd.
工業用標準開關磁阻電機和伺服控制器
標準開關磁阻電機采用Y2系列標準基座和外殼,符合國標:《GB/T 34864-2017 開關磁阻電動機通用技術條件》。
工業用開關磁阻電機(通用型)基本結構
開關磁阻電機(SRM)是機、電、控一體化的高性能電機驅動系統,是磁阻式電機的主要形式,需配套專用驅動器(SRD)來運行。SRM結構簡單,轉子不需要繞組和鼠籠結構,也不需要永磁體;定子繞組是集中式繞組。
工業用開關磁阻電機本體(通用型)基本參數
安裝尺寸 |
中心高范圍 |
基座號 |
防護等級 |
絕緣等級 |
與Y2系列相同 |
132(或更?。?/span>-355(或更大) |
160L(或更?。?/span>-355M(或更大) |
IP55/54 |
F/H
|
出線方式 |
冷卻方式 |
額定功率范圍 |
額定轉速范圍 |
額定電壓 |
頂/左/右 |
風扇自冷/軸流風扇 |
1.5KW-315kw |
500/750/1000/1500/3000 /定制 |
380V/660V/1140V |
位置傳感器 |
工作方式 |
環境溫度 |
端部和出軸 |
標 準 |
霍爾/旋變 |
S1 |
-30/+45 |
標準/定制 |
國標/企業 |
基本型號-1 : 110kw以內基本型號
基本型號2 : 110kw-315kw基本型號
型號 |
額定功率 (Kw) |
額定轉矩 (N.m) |
額定電流 (A) |
額定效率 (%) |
調速范圍 (r/min) |
堵轉轉矩 |
最大制動轉矩 |
轉動慣量 (Kg.m2) |
|
額定轉矩 |
額定轉矩 |
||||||||
額定轉速1500r/min
|
|||||||||
SRM315L1-15 |
160 |
1018.7 |
324.1 |
96.0 |
50-2000 |
1.6 |
1.0 |
1.6337 |
|
SRM315L2-15 |
200 |
1273.3 |
387.0 |
96.0 |
50-2000 |
1.6 |
1.0 |
1.9700 |
|
SRM355M-15 |
250 |
1591.7 |
480.0 |
96.5 |
50-2000 |
1.5 |
1.0 |
3.9817 |
|
SRM355L-15 |
315 |
2005.5 |
576.0 |
96.5 |
50-2000 |
1.5 |
1.0 |
4.4314 |
|
額定轉速1000r/min
|
|||||||||
SRM355M1-10 |
160 |
1528.0 |
282.0 |
96.0 |
50-1500 |
1.6 |
1.0 |
3.4521 |
|
SRM355M2-10 |
200 |
1910.0 |
342.0 |
96.0 |
50-1500 |
1.6 |
1.0 |
3.7156 |
|
SRM355L-10 |
250 |
2387.5 |
438.0 |
96.5 |
50-1500 |
1.5 |
1.0 |
4.1775 |
|
額定轉速750/min
|
|||||||||
SRM355M1-7.5 |
132 |
1680.8 |
240 |
95.5 |
50-1000 |
1.6 |
1.0 |
3.2067 |
|
SRM355M2-7.5 |
160 |
2037.3 |
292.0 |
96.0 |
50-1000 |
1.6 |
1.0 |
3.6502 |
|
SRM355L-7.5 |
200 |
2546.7 |
330.0 |
96.0 |
50-1000 |
1.6 |
1.0 |
3.8432 |
|
額定轉速3000/min(2級) |
3500轉以上的額定轉速(10000轉以內) |
||||||||
基座型號 |
額定功率KW |
非標中高速電機(500kw以內) |
|||||||
180M |
22 |
采取訂做模式 |
|||||||
200L |
30 |
||||||||
200L |
37 |
||||||||
225M |
45 |
||||||||
250M |
55 |
||||||||
280S |
75 |
||||||||
280M |
90 |
||||||||
315S |
110 |
||||||||
315M |
132 |
||||||||
315L |
160 |
||||||||
315L |
200 |
||||||||
355M |
250 |
||||||||
355L |
315 |
AICI 艾磁公司團隊獨立研發開關磁阻電機驅動器11年,具有完全的研發能力和自有的體系技術。技術先進性和可靠性,國內外行業知名。
2、大功率開關磁阻電機控制系統
AICI 掌握中壓(1140V-3000V) 、300kw-700kw中大型開關磁阻電機驅動器關鍵技術和產品。
3、0.75KW-7.5kw 小功率SRD伺服驅動
0.75KW-7.5kw級別的小型開關磁阻電機及其伺服驅動器,廣泛應用于各類小型泵、風機、機械、電動工具以及部分民用領域。AICI 艾磁公司團隊獨立研發開關磁阻電機驅動器11年,具有完全的研發能力和自有的體系技術。技術先進性和可靠性,國內外行業知名。
4、SRD控制器基本參數
5、 控制器尺寸選型
基本規格范圍
電壓(交流) |
130V/230V |
380V |
660V |
1140V
|
功率范圍 |
50W-5000W |
1KW-315KW |
30KW-600KW |
30KW-800KW
|
|
功率(kW) |
A(mm) |
B(mm) |
C(mm) |
D(mm) |
E(mm) |
本表參數僅供參考具體以實物為準。 |
1 |
5.5/7.5/11/15 |
267.5 |
408 |
295 |
141 |
395.5 |
|
2 |
22/30 |
373 |
600 |
265 |
200 |
574 |
|
3 |
37/45 |
413 |
609 |
301.5 |
175 |
586 |
|
4 |
55 |
428 |
609 |
301.5 |
189.5 |
587 |
|
5 |
75 |
482 |
701 |
289.5 |
233 |
660 |
|
6 |
90/110 |
555 |
726 |
306.5 |
287 |
704 |
|
7 |
132/160 |
落地式柜體設計。長寬高(mm)1687×855×503 |
|||||
8 |
250 |
落地式柜體設計。長寬高(mm)1006×605×2005 |
|||||
9 |
315 |
落地式柜體設計。長寬高(mm)1206×605×2005 |
二、工業用開關磁阻電機的特性
1. 節電特性
用于油田抽油機領域(實際節電數據)
對比電機 |
三相異步電機 |
變頻三相異步電機 |
高轉差/雙功率電機 |
永磁同步電機(新) |
永磁同步電機(舊) |
節電率 |
15%—45%
|
8%-35% |
12%-40% |
5%-8% |
15%-55% |
用于泵類領域(實際節電數據)
種類 |
恒壓泵站類 |
真空類、離心泵類 |
供水泵類 |
渣漿泵類 |
其它泵類
|
節電率 |
10%-30%(根據負載、調速范圍、空載等變化而變化)
|
用于風機類領域(實際節電數據)
種類 |
通風散熱風機類 |
除塵風機類 |
橫流式 |
離心式 |
其它風機類
|
節電率 |
10%-55%(根據負載、調速范圍、空載等變化而變化)
|
用于機械類領域(實際節電數據)
機械設備種類 |
壓力機類(如沖壓機、鍛壓機、折彎機、沖床、鉆床、剪板機等)
|
紡織機械類(如織布局、倍捻機等) |
攪拌設備類(如回轉窯、密煉機、混料機、球磨機、破碎粉碎機、等) |
成型類設備(如擠出機、推送機等) |
輸送帶、造紙、塑料加工、制藥機械等 |
節電率 |
10%-55%(根據負載、調速范圍、輕空載等變化而變化)
|
注: 節電是一個動態概念,要根據實際工況的判斷。在滿功率、滿轉速運行的不變的工況下,電機節能效果一般。
2)、寬轉速范圍內的高效調速特性 (舉例: 額定22KW、750轉)
3)、良好的電流、負載、轉速平衡特性
4)、無與倫比的空載電流曲線(一般在0.1A---2A以內)
5).寬轉速范圍內的轉矩對應關系
6)、不同負載功率下的SRM的效率變化
37kw在額定轉速(1500r/min)下、 不同負載下SRM(本體)的效率
低負載時,SRM電動機的效率要明顯的高(三相異步電動機的效率會明顯變低,即使與變頻器相結合,其效率也不能得到有效改善)。
轉速1000r/min不同輸出功率下SRM的效率
進一步將電機的轉速調至1000r/min,看不同輸出功率下SRM的效率。SRM進一步體現了低負載下的高效率(變頻器+異步電動機額定轉速降為1000r/min時,帶變頻器三相異步電動機的效率進一步下降)。
轉速500r/min下不同輸出功率下SRM的效率
進一步將下調到500r/min,不同輸出功率下SRM的效率基本不受影響(變頻器+異步電動機在低轉速500r/min下的效率會更低)。
7)、不同轉速下的最大輸出功率
不同轉速下的最大輸出功率(額定37kW1500rpm)
在寬廣的調速范圍內,SRM的最大輸出功率和額定功率都隨轉速的增加而提高,在任一轉速下的最大輸出功率都要大于額定功率。
8)、恒功率下(額定轉速以上)SRM的效率
37kW1500rpm的SRM在恒功率區(額定轉速以上)不同轉速下的效率曲線
全轉速范圍內額定功率下不同轉速下的SRM的效率
這些數據圖表表明:在寬廣的調速范圍內,SRM均保持高效率(我們稱為綜合效率。SRM的綜合效率遠遠高于變頻器+三相異步電動機)。同時在恒定功率區(額定轉速以上),SRM的效率隨著轉速的升高逐漸下降,后趨于平穩。
9)、額定轉速以下(恒扭矩區)綜合效率對比。
以下兩組數據,對比了37kw1500rpm的SRM和變頻器+三相異步電動機在恒扭矩區(額定轉速以下的區域)的1000rpm和500rpm各個負載下的輸出效率情況。SRM的特性十分明顯。
3、高性能特性
開關磁阻電機驅動系統,以性能強大見長,是一種優秀的高性能電機驅動系統。其技術特性和優勢如下。
1)、電流扭矩關系優秀。
開關磁阻電機在非飽和狀態下,可以近似的認為其電流的平方和扭矩成正比,也就是說,隨著扭矩(負載)的下降,電流下降很多。
2)、高效特性顯著
開關磁阻電機調速范圍寬,低速區效率高,高效區寬。
開關磁阻電機在轉速0~120%額定轉速的情況下,平均效率大于83%(以45KW電機為例)。也就是說,開關磁阻不論速度的高低,都能保持高效。而通常意義上的“高效電機”的高效,它的效率曲線全部是在額定轉速的前提下測量的,額定效率高,但是額定轉速之外,效率很低,尤其是低速區,效率很低,低于開關磁阻電機系統大約30%。同時,開關磁阻電機在0~120%的負載情況下,平均效率大于87%,也就是說,在整個負載范圍內,效率都很高。而通常的“高效電機”的高效,其高效率曲線一般是在額定負載40%~120%的情況下的,但是40%負載以下的低負載區,其效率很低,低于開關磁阻電機系統大約30%。
3)、高功率因數
開關磁阻電機是一種任何時候都可以全壓工作的電機,功率因數很高。功率因數高,不需要加裝無功率補償裝置。普通交流電動機空載時的功率因素在0.2--0.6之間,滿載在0.5--0.75之間;而開關磁阻電機調速系統在空載和滿載下的功率因素大于0.9,接近1.
4)、和節電相關的其它特性
*開關磁阻電機全壓軟啟動、瞬間響應快、頻繁啟停換向、高可靠、壽命長不衰減、適合環境復雜工況。
頻繁啟停換向。 電機和控制器發熱低,同時開關磁阻電機的扭矩制動性能和瞬間響應能力都很強,這使得開關磁阻電機可以頻繁啟停換向。
*可靠性和壽命高。開關磁阻電機的容錯能力比較強,可缺相運行,只要技術和工 藝過關,產品可靠性就會很高。同時,一般開關磁阻電機都不使用永磁材料,沒有任何衰減的風險,可在非常惡劣的工況條件下長期工作。
上述因素結合或單獨發揮,構成開關磁阻電機在變載輕載的工況下,耗電少。
5)、 全壓軟起動特性
開關磁阻電機是真正意義上的軟起動,在額定電壓下全壓啟動,以30%的
額定電流,實現1.5倍的額定扭矩啟動。負載啟動,對電源的啟動沖擊很小。因此非常適合集群使用,可以有效減少變壓器的數量。
6)、 大速比調速、恒功率區可擴展性很強、直驅特性好
開關磁阻電機定轉子結構簡單,控制靈活。低速區高速區可以采取不同的控制策略, 低速可以單獨也可以多相控制以及調角度來實現要求的轉速和轉矩。由于只需對正轉矩的 半周控制,高轉速區的控制和算法非常簡單、容易。也不被固定磁通量限制。
7)、 高速、超高速特性優秀
開關磁阻電機轉子無繞組、無鼠籠結構、不需要永磁體,轉動慣量??;轉子結構簡單,由于只需要控制輸出正扭矩的半周,算法及控制簡單,高速容易控制。因此,是非常適合高速、超高速運行的電機.不僅僅是幾百瓦的小電機,10幾萬轉10kw20kw30kw級的超高速開關磁阻電機,在國外已經 很深入的應用,比如德國、日本。5萬轉級別、50kw-幾百千瓦級別的開關磁阻電機技術也很成熟。
四: 工業用開關磁阻電機的應用領域(舉例)
用于油田抽油機領域(舉例)
1. 各類電機部分特性對比
電動機種類
優點
缺點
節電對比
特性對比
1.三相異步電機
(含高效型)
成熟穩定、價格便宜;適應額定轉速恒速運行的工況。
1、綜合效率低
2、變速困難,可控制因素只有極對數、轉差率。
3、啟動沖擊電流大,大功率電機另需要軟啟動設備。非常不適合重負載帶啟動,在負載、調速變動大的場合,運行不經濟
從節能角度講,無節電特性
節能效能 : 0(作為指數基準)
高效型節能效能:0.5
適應額定狀態運行。有成本優勢
指數:1(基準)
2.變頻器+三相異步電機
1. 實現一定程度的調速功能。
2. 用對了場合、選對了型,可有一定節能效果
3. 實現了數字控制
4. 成本低
1、有效調速范圍較窄,低速區效率仍然很差,綜合效率仍然不高;
2、軟起動不徹底,重載啟動需大電流,變頻器容量加大,但仍不能改變重載下頻繁保護狀況。
3、耐壓降能力弱。功率逆變器易產生高次諧波和瞬流浪涌,使電機定子發熱多,產生扭矩震動和機械噪聲,縮短電機壽命。多個大功率逆變器的高次諧波迭加,容易對電網造成污染。
比單獨的三相異步
電機有所節能。
節能效能:1.5
1. 成熟,有成本優勢
指數:3
3.工業永磁同步電機
1、 能量密度大,額定效率高
2. 低中速區效率高于變頻異步電機
3、電機技術較成熟、門檻低
4、數字控制
1. 永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時發生退磁衰減,最終成為低效、耗能電機。
2. 不適合連續、長期負重載運行
3.不適合惡劣復雜工況(如挖掘機等工程機械)
4. 不環保、大量消耗珍惜資源,不具備可持續展的潛力(以后可能被限制使用)
5.大功率電機故障率較高,維護運行成本較高。
節能效能:
新產品:4
連續使用2年后:1-2
連續使用4年后:不節電
性能進一步提升
指數:4
4.開關磁阻電機
1、 結構簡單,運行可靠;
2、在廣闊的速度范圍內、低、中、高速區不同負載下都具有高效率(綜合效率高);
3、功率因數高,無功損耗接近0,空載電流小。啟動電流小、扭矩大,沒有啟動沖擊電流,可以帶負重載輕松直接啟動(最徹底的軟起動);
4、頻繁正反轉和瞬間啟停能力強;
5、可開發性強,輸出特性可控;
1、 技術復雜而體系,不容易做好,門檻高
2、 功率密度小、體積偏大
節能效能:6
[當前所有電機之首】
性能進一步提升。
指數:6
(但是位置精度遜于永磁同步電機)
*上述節電,是基于變載、變速這樣變化的工況下的對比。額定轉速下恒滿負載的工況下,開關磁阻電機的節能效果,比其他電機節電一般。離開額定轉速、額定負載越多,開關磁阻電機越節電; 越輕載越節電;越空載越節電;越頻繁啟停越節電。超額定負載運行,開關磁阻電機有所節電,但節電不明顯。
*任何電機的節能,都根據應用設備的特性、工況的不同而不同,不能一概而論
2. 實現了對電機的調速和數字控制
*開關磁阻電機,綜合而言,是真正意義上的節能電機。