Μελέτη ενεργειακής απόδοσης του μοτέρ στροφέα χαλκού και κινητήρα μόνιμου μαγνήτη
Ο Defi επεσήμανε στη συνάντηση: "Η βιομηχανία κάποτε πίστευε ότι η απόδοση των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη είναι καλύτερη από τους κινητήρες επαγωγής, αλλά αυτό δεν ισχύει." Ο Σύνδεσμος Ανάπτυξης του Χαλκού σχεδιάζει να συγκρίνει σχετικά μόνιμα συστήματα κινητήρων μόνιμου μαγνήτη (ΡΜ) με κινητήρες ρότορα χαλκού (CRM) χρησιμοποιώντας κινητήρες που καθορίζονται από κατασκευαστές κινητήρων μόνιμου μαγνήτη για να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα των ισχυρισμών μάρκετινγκ.
Στη συνάντηση Emods του Φόρουμ Ενεργειακής Απόδοσης του Global Motor System (Eemods), ο Richard DeFay, Διευθυντής Έργου Βιώσιμης Ενέργειας της Ένωσης Αναπτύξεως Χαλκού, παρουσίασε μια έκθεση σχετικά με τα αποτελέσματα των δοκιμών κινητήρων ρότορα χαλκού και κινητήρων μόνιμου μαγνήτη.
Ο Defi επεσήμανε στη συνάντηση: "Η βιομηχανία κάποτε πίστευε ότι η απόδοση των κινητήρων μόνιμου μαγνήτη είναι καλύτερη από τους κινητήρες επαγωγής, αλλά αυτό δεν ισχύει." Ο Σύνδεσμος Ανάπτυξης του Χαλκού σχεδιάζει να συγκρίνει σχετικά μόνιμα συστήματα κινητήρων μόνιμου μαγνήτη (ΡΜ) με κινητήρες ρότορα χαλκού (CRM) χρησιμοποιώντας κινητήρες που καθορίζονται από κατασκευαστές κινητήρων μόνιμου μαγνήτη για να προσδιοριστεί η αποτελεσματικότητα των ισχυρισμών μάρκετινγκ.
Η πρώτη φάση της δοκιμής συγκρίθηκε χρησιμοποιώντας κινητήρα στροφέως χαλκού 7,5 HP (5,5 kW) και κινητήρα μόνιμου μαγνήτη από τρεις διαφορετικούς κατασκευαστές. Η δοκιμή διεξήχθη στο εργαστήριο δοκιμών κινητήρων για προχωρημένους στην Βόρεια Καρολίνα και η δοκιμή διήρκεσε αρκετούς μήνες. Η δοκιμή κινητήρα χωρίζεται σε τρεις φάσεις, όλες χρησιμοποιώντας τον ίδιο μετατροπέα συχνότητας και η απόδοση συγκρίνεται με το φορτίο και την ταχύτητα του κινητήρα.
Η μελέτη διαπίστωσε ότι τα αποτελέσματα της σύγκρισης της ενεργειακής απόδοσης μεταξύ του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη και του κινητήρα ρότορα χαλκού σε διαφορετικές ταχύτητες (1800, 1600, 1400, 1200, 1000 RPM) έχουν ως εξής: (το χρώμα του καλαθιού αντιπροσωπεύει τον κινητήρα ρότορα χαλκού και κόκκινο αντιπροσωπεύει τον κινητήρα μόνιμου μαγνήτη)
Τα αποτελέσματα των δεδομένων δείχνουν ότι η απόδοση του συστήματος του κινητήρα ρότορα χαλκού είναι υψηλότερη από εκείνη του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη στο επίπεδο του μόνιμου μαγνήτη 90hz και της συχνότητας 60hz του ρότορα χαλκού.
Από τη μελέτη της δεύτερης φάσης δοκιμής, μπορεί να φανεί ότι στο στάδιο του μόνιμου μαγνήτη 150hz, συχνότητα 60hz ρότορα χαλκού, η αναλογία ροπής του συστήματος κινητήρα ρότορα χαλκού είναι υψηλότερη από αυτή του κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, αλλά το ποσοστό ροπής φτάνει το 75%. Τότε, η απόδοση του συστήματος του ρότορα χαλκού αρχίζει να είναι χαμηλότερη από εκείνη του μόνιμου μαγνήτη.
Η δοκιμή του τρίτου σταδίου δείχνει ότι ο κινητήρας ρότορα χαλκού είναι αποτελεσματικότερος από τον κινητήρα PM μόνιμου μαγνήτη όταν η συχνότητα είναι ίδια.
"Τα αποτελέσματα αυτής της ανάλυσης είναι αρκετά ενδιαφέροντα και δείχνουν ότι ο κινητήρας πρέπει να μελετηθεί περαιτέρω σε διαφορετικές ταχύτητες ιπποδύναμης", δήλωσε ο κ. Defi. "Έχουμε τώρα την ευκαιρία να διεξάγουμε περαιτέρω και μεγαλύτερες εκτιμήσεις για την ακριβέστερη αξιολόγηση της τεχνολογίας κινητήρων ρότορα χαλκού". Οι μελλοντικές δοκιμές μπορεί να περιλαμβάνουν: Ισχύς κινητήρα μέχρι 20 ίππους (14,9 kW).
Όπως μπορεί να φανεί από τα παραπάνω παραδείγματα, ο ασύγχρονος κινητήρας που χρησιμοποιεί τον ρότορα χαλκού δεν είναι μόνο πολύ πιο αποδοτικός από τον κινητήρα στροφέως αλουμινίου, αλλά έχει επίσης ένα αναντικατάστατο πλεονέκτημα σε σύγκριση με τον κινητήρα μόνιμου μαγνήτη, για παράδειγμα βραχυκύκλωμα, υψηλή θερμοκρασία και ισχυρή δόνηση του υλικού μόνιμου μαγνήτη. Το περιβάλλον είναι επιρρεπές σε απώλεια μαγνητισμού και η μαγνητική προστασία δεν μπορεί να σβήσει όταν παρουσιαστεί το σφάλμα. Υπό μη φυσιολογικές συνθήκες, όπως η υπερβολική ταχύτητα, ο πόλος μόνιμου μαγνήτη επηρεάζεται εύκολα. Αυτά τα εγγενή ελαττώματα των σύγχρονων γεννητριών μόνιμου μαγνήτη καθιστούν δύσκολη την ικανοποίηση των απαιτήσεων απόδοσης του συστήματος υψηλής αξιοπιστίας και συντήρησης και ο κινητήρας ρότορα χαλκού έχει εξαιρετική απόδοση από αυτή την άποψη. Ο κατασκευαστής κινητήρων Reliance Electric πιστεύει ότι οι κινητήρες ρότορα χαλκού είναι οι μόνοι κινητήρες που πληρούν τις απαιτητικές απαιτήσεις του στρατού.
