Les préoccupations relatives à la consommation d'énergie et à l'impact sur l'environnement ne cessant de croître, de nombreuses entreprises cherchent des moyens de rendre leurs activités plus durables. Dans la recherche d'une efficacité optimale, l'importance des moteurs électriques ne peut être surestimée. Des normes telles que la norme IEC60034-30-1 orientent l'industrie vers des systèmes plus efficaces. Cet article traite de l'efficacité des moteurs et des pertes des moteurs électriques, en particulier des moteurs synchrones à aimant permanent (PMSM), et explique comment notre expertise peut vous aider à atteindre des performances optimales.
La recherche d'une efficacité optimale
Magnetic Innovations s'engage à fournir des solutions de premier ordre, en particulier dans le domaine des moteurs électriques à haut rendement. Les clients recherchant une efficacité optimale, nous essayons de comprendre l'application réelle et son point faible et d'aider le client avec un moteur qui peut être intégré pour une efficacité globale optimale de la solution totale.
Pour obtenir ce rendement global optimal, nous utilisons des moteurs couple à aimant permanent à haut rendement. Comme indiqué dans notre article «Moteur à flux radial contre moteur à flux axial», nous pensons que la topologie de nos moteurs présente quelques avantages physiques.
Lors de l'intégration dans l'application du client, nous pouvons tirer parti de la propriété de couple élevé de notre moteur et viser une application à entraînement direct simple, fiable et économe en énergie au lieu d'une solution à engrenages. entraînement direct application instead of a geared solution.
De cette manière, nous évitons les pertes potentielles de la boîte de vitesses et réduisons la maintenance.
Importance de l'efficacité du moteur
Pour mieux illustrer l'importance du rendement des moteurs, la norme IEC60034-30-1 standard fournit un système de classification pour le rendement des moteurs électriques. Le graphique ci-joint, tiré de cette norme, présente les niveaux d'efficacité (IE1 à IE4) pour différents types et tailles de moteurs standard.
Des niveaux IE plus élevés indiquent une plus grande efficacité, IE4 représentant les moteurs les plus efficaces actuellement normalisés, IE5 étant prévu. Cette classification aide les clients à comprendre où se situent leurs moteurs en termes d'efficacité et les guide dans le choix des moteurs qui réduiront la consommation d'énergie et les coûts d'exploitation.
Pertes du moteur : une vue d'ensemble
Tout moteur électrique, y compris les moteurs couple synchrones à aimant permanent, présente intrinsèquement des pertes. Ces pertes se produisent à la fois dans les parties électriques et magnétiques du moteur, principalement dans les bobines en cuivre et le noyau en acier.
Les pertes dans les bobines peuvent être calculées à l'aide de la loi d'Ohm : P = I²R, où P est la puissance en watts, I est le courant en ampères et R est la résistance en ohms.
Les pertes du noyau en acier sont plus complexes et se composent de trois éléments principaux : les pertes par hystérésis, les pertes par courants de Foucault et les pertes par excès.
Minimiser les pertes du moteur
Pour minimiser les pertes électriques et magnétiques, nos moteurs sont conçus en tenant compte de plusieurs stratégies clés :
- Réduction des pertes électriques : Nous réduisons la résistance (R) en utilisant un facteur de remplissage élevé dans les encoches du stator et des bobines courtes et concentrées
- Réduction des pertes magnétiques : Nous utilisons de l'acier laminé de haute qualité, garantissons une densité de flux magnétique uniformément répartie dans le noyau et concevons des chemins de flux magnétique courts.
L'efficacité optimale est atteinte lorsque les pertes électriques et magnétiques sont équilibrées. Toutefois, ces pertes dépendent de l'application et varient en fonction du couple (= courant dans le moteur) et de la vitesse (= flux dans le moteur) requis. Il est donc essentiel de concevoir un moteur optimisé pour l'application afin d'obtenir un rendement global élevé.
Le rôle du refroidissement dans la réduction des pertes du moteur
Même lorsque l'on utilise des moteurs à haut rendement, une gestion thermique appropriée peut faire ou défaire l'efficacité finale. Il est très important que la conception mécanique mette en œuvre un bon chemin thermique pour que le moteur dissipe la chaleur loin des bobinages du stator.
Un mauvais refroidissement peut entraîner des hausses de température inutiles, ce qui a un impact sur le rendement en augmentant la résistance du bobinage (R) et en diminuant l'intensité du champ magnétique des aimants permanents (H). Ces deux phénomènes physiques dépendants de la température diminuent l'efficacité.
Il est donc recommandé d'étudier soigneusement votre capacité de conductivité thermique et d'incorporer un chemin thermique approprié dans la conception finale de votre application.
Conclusion pertes du moteur électrique
Il est essentiel de comprendre et de traiter les pertes des moteurs électriques pour obtenir une efficacité optimale des moteurs couple. En s'appuyant sur des stratégies de conception innovantes, Magnetic Innovations fournit des solutions haute performance. Ces solutions privilégient des facteurs tels que la réduction de la résistance et un refroidissement efficace, ce qui permet d'obtenir des rendements allant jusqu'à 94 %.
Pour les entreprises qui cherchent à améliorer leurs applications avec des moteurs couple de pointe, Magnetic Innovations propose une gamme standard de moteurs électriques, des solutions sur mesure et l'expertise nécessaire pour libérer tout le potentiel de vos systèmes.
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