Nowatorskie silniki z magnesami stałymi. Wyższa sprawność i tańsze magnesy ferrytowe

Amerykański producent silników z magnesami stałymi NovaTorque zapowiedział bezszczotkowe silniki, które będą miały wyższą sprawność niż analogiczne wysokosprawne silniki indukcyjne Nema Premium, a przy tym będą wykorzystywały niedrogie magnesy ferrytowe zamiast tak trudno dziś dostępnych metali ziem rzadkich.

Silniki PremiumPlus+ o mocy 2,2 kilowata i 3,7 kilowata, napędzane przez napędy o zmiennej prędkości, będą charakteryzować się sprawnością na poziomie odpowiednio 93 procent i 92 procent.

„Dla porównania, silniki indukcyjne Nema Premium o takiej mocy charakteryzują się sprawnością na poziomie 88,5 procenta i 89 procent.” – stwierdził Scott Johnson, wiceprezes ds. sprzedaży NovaTorque. Dodał też, że wysoka sprawność nowych silników rozkłada się też na szerszy zakres prędkości i obciążenia.

„Na przykład, w aplikacjach o zmiennej prędkości i obciążeniu, jak wentylator czy pompa, 50 procentowe obniżenie prędkości skutkuje 75 procentowym zmniejszeniem obciążenia.” – stwierdził Johnson. „Przy zmniejszonym obciążeniu, silniki NovaTorque utrzymają sprawność na poziomie 91 procent, podczas gdy analogicznie, sprawność silników indukcyjnych Nema Premium spada do 80 procent. A różnica w porównaniu do popularnych dziś silników indukcyjnych jest jeszcze większa.” – dodał.

Tak wysoka sprawność udało się uzyskać dzięki stojanowi ogniskującemu strumień indukcji magnetycznej (flux-focusing) oraz geometrii piasty wirnika.

W nowym silniku większa jest gęstość strumienia magnetycznego dzięki czemu niedrogie magnesy ferrytowe mogą osiągać sprawność nie gorszą niż metale ziem rzadkich, które kosztują 25 razy więcej.

Inna charakterystyczną cechą silników NovaTorque jest przepływ strumienia magnetycznego równoległy do wału, a przez osiowo zorientowane bieguny magnesu. Umożliwia to zastosowanie blachy transformatorowej o zorientowanym ziarnie, co wpływa na obniżenie strat energii wskutek prądów wirowych i podwyższenie sprawności.

Wirniki NovaTorque mają parę stożkowych piast na przeciwnych końcach. Wykorzystują wewnętrzne magnesy stałe, które stanowią inne źródło strumienia, co umożliwia wyższe prędkości niż w przypadku wirników z magnesami powierzchniowymi.

Dzięki wyższej sprawności, silniki NovaTorque mniej się też nagrzewają, co przekłada się na większą ich niezawodność.

(lk)