เครื่องซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร การศึกษาเชิงทดลองเกี่ยวกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแบบโอเวอร์ยูนิตบนแม่เหล็กถาวร เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัสบนแม่เหล็ก

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแบบไม่สัมผัสด้วย แม่เหล็กถาวร(SGPM) มีความเรียบง่าย วงจรไฟฟ้า, ไม่ใช้พลังงานเพื่อกระตุ้นและเพิ่มประสิทธิภาพ, โดดเด่นด้วยความน่าเชื่อถือสูงของการทำงาน, มีความไวต่อปฏิกิริยาของกระดองน้อยกว่าเครื่องจักรทั่วไป, ข้อเสียของพวกเขาเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติการควบคุมต่ำเนื่องจากความจริงที่ว่าการทำงาน ฟลักซ์ของแม่เหล็กถาวรไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตกว้าง อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี คุณลักษณะนี้ไม่ได้ชี้ขาดและไม่ได้ป้องกันการใช้งานอย่างแพร่หลาย

PMG ส่วนใหญ่ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันมีระบบแม่เหล็กพร้อมแม่เหล็กถาวรที่หมุนได้ ดังนั้นระบบแม่เหล็กจึงแตกต่างกันในการออกแบบโรเตอร์ (ตัวเหนี่ยวนำ) เป็นหลัก สเตเตอร์ของ SGPM มีการออกแบบเกือบจะเหมือนกับในเครื่อง AC แบบคลาสสิก โดยปกติแล้วจะมีวงจรแม่เหล็กทรงกระบอกที่ประกอบจากแผ่นเหล็กไฟฟ้าบน พื้นผิวด้านในร่องที่ตั้งอยู่เพื่อรองรับขดลวดกระดอง ช่องว่างการทำงานระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ใน SGPM นั้นแตกต่างจากเครื่องซิงโครนัสทั่วไป โดยพิจารณาจากความสามารถทางเทคโนโลยี การออกแบบโรเตอร์ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยแม่เหล็กและ คุณสมบัติทางเทคโนโลยีวัสดุแม่เหล็กแข็ง

โรเตอร์แม่เหล็กทรงกระบอก

ที่ง่ายที่สุดคือโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กแบบวงแหวนทรงกระบอกเสาหิน (รูปที่ 5.9, แต่). แม่เหล็ก 1 หล่อและยึดติดกับเพลาโดยใช้ปลอก 2 เช่น จากโลหะผสมอะลูมิเนียม การสะกดจิตของแม่เหล็กจะดำเนินการในทิศทางรัศมีในการติดตั้งการทำให้เป็นแม่เหล็กแบบหลายขั้ว เนื่องจากความแข็งแรงเชิงกลของแม่เหล็กมีขนาดเล็ก ที่ความเร็วเชิงเส้นสูง แม่เหล็กจึงถูกวางไว้ในเปลือก (แถบ) ที่ทำจากวัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

โรเตอร์แบบต่างๆ ที่มีแม่เหล็กทรงกระบอกเป็นโรเตอร์สำเร็จรูปจากส่วนที่ 1 แยกจากโครงเหล็กที่ไม่ใช่แม่เหล็ก 3 (รูปที่ 5.9, b) แม่เหล็กเซกเมนต์เรเดียลแม่เหล็ก 1 ถูกปิดไว้บนปลอกแขน 2 ด้วยเหล็กแม่เหล็กและยึดติดไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็ตาม ตัวอย่างเช่น โดยใช้กาว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์ของการออกแบบนี้ เมื่อแม่เหล็กมีความเสถียรในสถานะอิสระ จะมีเส้นโค้ง EMF ใกล้กับไซนัส ข้อดีของโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กทรงกระบอกคือความเรียบง่ายและความสามารถในการผลิตของการออกแบบ ข้อเสียคือการใช้ปริมาตรของแม่เหล็กต่ำเนื่องจากความยาวที่เล็กของเส้นสนามเฉลี่ยของเสา ห่า และ. ด้วยจำนวนเสาที่เพิ่มขึ้น ค่า ห่า และลดปริมาณการใช้แม่เหล็กให้เสื่อมลง

รูปที่ 5.9 - โรเตอร์ จาก แม่เหล็กทรงกระบอก: a - เสาหิน, b - สำเร็จรูป

โรเตอร์พร้อมแม่เหล็กรูปดาว

ใน SGPM ที่มีกำลังสูงถึง 5 kVA โรเตอร์ประเภทดาวที่มีเสาที่เด่นชัดโดยไม่มีเสารองถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย (รูปที่ 5.10) แต่). ในการออกแบบนี้ แม่เหล็กรูปดาวมักจะยึดติดกับเพลามากขึ้นโดยการหล่อด้วยโลหะผสมที่ไม่ใช่แม่เหล็ก 2 นอกจากนี้ยังสามารถติดตั้งแม่เหล็กบนเพลาได้โดยตรง เพื่อลดผลกระทบจากการล้างอำนาจแม่เหล็กของสนามปฏิกิริยากระดองที่กระแสช็อตไฟฟ้าลัดวงจรบนโรเตอร์ในบางกรณีระบบแดมเปอร์ 3 จะถูกสันนิษฐาน ตามกฎแล้วการเติมโรเตอร์ด้วยอลูมิเนียมจะดำเนินการหลัง ที่ความเร็วสูง แถบที่ไม่ใช่แม่เหล็กจะถูกกดลงบนแม่เหล็ก

อย่างไรก็ตาม เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานหนักเกินไป ปฏิกิริยาด้านข้างของกระดองสามารถทำให้เกิดการพลิกกลับของสนามแม่เหล็กแบบอสมมาตรของขอบขั้วได้ การพลิกกลับของสนามแม่เหล็กดังกล่าวทำให้รูปร่างของสนามในช่องว่างการทำงานและรูปร่างของเส้นโค้ง EMF บิดเบี้ยว

วิธีหนึ่งที่จะลดผลกระทบของสนามกระดองบนสนามแม่เหล็กคือการใช้เสารองเท้ากับเหล็กแม่เหล็กอ่อน โดยการเปลี่ยนความกว้างของฐานรอง (โดยการปรับการไหลรั่วของเสา) สามารถใช้แม่เหล็กได้อย่างเหมาะสมที่สุด นอกจากนี้ โดยการเปลี่ยนการกำหนดค่าของฐานรอง เป็นไปได้ที่จะได้รูปร่างฟิลด์ที่ต้องการในช่องว่างการทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ในรูป 5.10, b แสดงการออกแบบของโรเตอร์แบบดาวประกอบพร้อมแม่เหล็กถาวรแบบแท่งปริซึมพร้อมฐานรอง แม่เหล็กที่มีสนามแม่เหล็กแบบเรเดียล 1 ติดตั้งอยู่บนปลอก 2 ด้วยวัสดุแม่เหล็กอ่อน บนเสาแม่เหล็กมีรองเท้าเสาซ้อนทับ 3 อันทำจากเหล็กแม่เหล็ก เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงทางกลของ ba

รูปที่ 5.10 - โรเตอร์ประเภทเรเดียล: a - ไม่มีรองเท้าโพล; b - สำเร็จรูปด้วยรองเท้าเสา

shmaks ถูกเชื่อมเข้ากับเม็ดมีดที่ไม่ใช่แม่เหล็ก 4 ก่อตัวเป็นแถบ ช่องว่างระหว่างแม่เหล็กสามารถเติมด้วยโลหะผสมอลูมิเนียมหรือสารประกอบ

ข้อเสียของโรเตอร์ประเภทเรเดียลพร้อมฐานรองรวมถึงความซับซ้อนของการออกแบบและการลดลงของปริมาณโรเตอร์ด้วยแม่เหล็ก

โรเตอร์ที่มีเสาก้ามปู

ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีเสาจำนวนมาก การออกแบบโรเตอร์แบบขั้วกรงเล็บถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โรเตอร์รูปตะปู (รูปที่ 5.11) ประกอบด้วยแม่เหล็กทรงกระบอก 1 ซึ่งถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในแนวแกน วางบนบุชชิ่งที่ไม่ใช่แม่เหล็ก 2. ครีบ 3 และ 4 อยู่ติดกับปลายแม่เหล็ก เหล็กแม่เหล็กอ่อนมีก้าม- เหมือนส่วนที่ยื่นออกมาเป็นเสา หน้าแปลนด้านซ้ายทั้งหมดเป็นขั้วเหนือ และการปรากฏของหน้าแปลนขวาเป็นขั้วใต้ ส่วนที่ยื่นออกมาของหน้าแปลนจะสลับกันไปรอบๆ เส้นรอบวงของโรเตอร์ ทำให้เกิดระบบกระตุ้นแบบหลายขั้ว พลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากโดยการใช้หลักการแบบแยกส่วนโดยการวางแม่เหล็กหลายตัวที่มีเสาก้ามปูบนเพลา

ข้อเสียของโรเตอร์แบบกรงเล็บคือ: ความซับซ้อนสัมพัทธ์ของการออกแบบ ความยากในการดึงดูดแม่เหล็กในโรเตอร์ที่ประกอบเข้าด้วยกัน ฟลักซ์การกระเจิงขนาดใหญ่ การดัดปลายของส่วนที่ยื่นออกมาสามารถทำได้ด้วยความเร็วสูง มีการวัดการเติม ปริมาตรของโรเตอร์ด้วยแม่เหล็ก

มีการออกแบบของโรเตอร์ที่มีการผสมผสาน PM แบบต่างๆ: ด้วยการเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของแม่เหล็ก MPC พร้อมการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเนื่องจากการกระจัดตามแนวแกนของโรเตอร์ที่สัมพันธ์กับสเตเตอร์ ซึ่งเป็นระบบสำหรับการควบคุมร่วมของการกระตุ้น SGPM จาก PM และ ขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าทำงานแบบขนาน ฯลฯ SGPM multi-

รูปที่ 5.11 - ประเภทก้ามปูของโรเตอร์

รุ่นเสา มีประสบการณ์ในเยอรมนี ยูเครน ในประเทศอื่นๆ ในการพัฒนาและการประยุกต์ใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วต่ำสำหรับกังหันลมแบบไม่มีเฟืองที่มีความถี่การหมุน 125-375 รอบต่อนาที

เนื่องจากข้อกำหนดหลักสำหรับกังหันลมแบบไม่มีเฟือง - ต้องมีความเร็วรอบต่ำของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ขนาดและน้ำหนักของ SGPM จึงถูกประเมินค่าสูงไปเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความเร็วสูงที่มีกำลังใกล้เคียงกัน ในตัวเรือน 1 (รูปที่ 5.12) มีสเตเตอร์ธรรมดา 2 ที่มีขดลวด 3 โรเตอร์ (ตัวเหนี่ยวนำ) 4 พร้อมแผ่นนีโอไดเมียม - เหล็ก-โบรอน 5 ติดกาวบนพื้นผิวด้านนอกติดตั้งบนเพลา 6 พร้อมลูกปืน 7. ตัวเรือน 1 ได้รับการแก้ไขบนฐาน 8 และเชื่อมต่อกับส่วนรองรับของกังหันลมและโรเตอร์ 4 เชื่อมต่อกับเพลาของกังหันลม (ไม่แสดงในรูปที่ 5.12)

ที่ความเร็วลมต่ำสำหรับกังหันลม จำเป็นต้องใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีความเร็วรอบต่ำ ในกรณีนี้ ระบบมักจะไม่มีกระปุกเกียร์และเพลาจะเชื่อมต่อโดยตรงกับเพลา เครื่องกำเนิดไฟฟ้า... ทำให้เกิดปัญหาในการได้รับแรงดันไฟขาออกและกำลังไฟฟ้าที่สูงเพียงพอ วิธีหนึ่งในการแก้ปัญหาคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบหลายขั้วที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ขนาดใหญ่เพียงพอ โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถทำได้โดยใช้แม่เหล็กถาวร เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แม่เหล็กถาวรไม่มีตัวสะสมและแปรงซึ่ง

รูปที่ 5.12 - แผนภาพโครงสร้างของ SGPM สำหรับกังหันลมแบบไม่มีเฟือง: 1- กรณี; 2 - สเตเตอร์; 3 - คดเคี้ยว; 4 - โรเตอร์; 5 - แผ่นแม่เหล็กถาวรที่มี Nd-Fe-B; 6 - เพลา; 7 - แบริ่ง; 8 - ฐาน

ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและเวลาในการทำงานได้อย่างมากโดยไม่ต้องบำรุงรักษาและซ่อมแซม

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แม่เหล็กถาวรสามารถสร้างขึ้นได้ตามรูปแบบที่แตกต่างกัน ซึ่งแตกต่างกันในการจัดเรียงทั่วไปของขดลวดและแม่เหล็ก แม่เหล็กที่มีขั้วสลับจะอยู่ที่โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ขดลวดที่มีทิศทางการพันสลับกันจะอยู่ที่สเตเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า หากโรเตอร์และสเตเตอร์เป็นดิสก์โคแอกเซียล เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้จะเรียกว่าแกนหรือดิสก์ (รูปที่ 5.13)

หากโรเตอร์และสเตเตอร์เป็นกระบอกโคแอกเซียลโคแอกเซียล เครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทนี้จะเรียกว่าเรเดียลหรือทรงกระบอก (รูปที่ 5.14) ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบเรเดียล โรเตอร์สามารถอยู่ภายในหรือภายนอกกับสเตเตอร์ได้

รูปที่ 5.13 - แผนภาพแบบง่ายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แม่เหล็กถาวรประเภทแกน (ดิสก์)

รูปที่ 5.14 - แผนภาพแบบง่ายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีโรเตอร์แม่เหล็กถาวรประเภทรัศมี (ทรงกระบอก)

คุณลักษณะที่สำคัญของเครื่องกำเนิด PM แบบซิงโครนัสเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสทั่วไปคือความซับซ้อนของการควบคุมแรงดันไฟขาออกและความเสถียร หากในเครื่องซิงโครนัสทั่วไป สามารถควบคุมการไหลของการดำเนินงานและแรงดันไฟฟ้าได้อย่างราบรื่นโดยการเปลี่ยนกระแสกระตุ้น จากนั้นในเครื่องที่มีแม่เหล็กถาวร ความเป็นไปได้นี้จะหายไปเนื่องจากฟลักซ์ Ф อยู่ภายในเส้นกลับที่ระบุและเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ในการควบคุมและรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวร ต้องใช้วิธีการพิเศษ

วิธีหนึ่งที่เป็นไปได้ในการรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสคือการนำองค์ประกอบ capacitive เข้าสู่วงจรไฟฟ้าภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาแม่เหล็กตามยาวของกระดอง ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีลักษณะ capacitive ของโหลดเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยและอาจมีส่วนที่กำลังเติบโต ตัวเก็บประจุที่ให้ลักษณะตัวเก็บประจุของโหลดเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับวงจรโหลดโดยตรง (รูปที่ 5.15, แต่) หรือผ่านหม้อแปลงไฟฟ้า pidvishuchy ซึ่งช่วยให้คุณลดมวลของตัวเก็บประจุโดยเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในการทำงานและลดกระแส (รูปที่ S.1S, b) นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบขนานในวงกลมกำเนิด (รูปที่ 5.15, จ)

รูปที่ 5.15 - การรวมตัวเก็บประจุที่มีเสถียรภาพในวงกลมของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสด้วยแม่เหล็กถาวร

เสถียรภาพที่ดีของแรงดันเอาต์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มี PM สามารถให้ได้โดยใช้วงจรเรโซแนนซ์ที่มีความจุ C และโช้คอิ่มตัว ล. วงจรเชื่อมต่อแบบขนานกับโหลดดังแสดงในรูปที่ 5.16, แต่ ในรูปเฟสเดียว เนื่องจากความอิ่มตัวของโช้ก การเหนี่ยวนำจะลดลงตามกระแสที่เพิ่มขึ้น และการพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าข้ามโช้กบนกระแสโช้คจึงไม่เป็นเชิงเส้น (รูปที่ 5.16, b) ในเวลาเดียวกัน การพึ่งพาแรงดันตกคร่อมตัวเก็บประจุบนกระแสจะเป็นเส้นตรง ที่จุดตัดของเส้นโค้งและซึ่งสอดคล้องกับแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

รูปที่ 5.16 - การรักษาเสถียรภาพแรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรโดยใช้วงจรเรโซแนนซ์: a - แผนภาพการเชื่อมต่อวงจร; b - ลักษณะแรงดันกระแสไฟ (b)

พรูเรโซแนนซ์ของกระแสเกิดขึ้นในวงจรนั่นคือกระแสปฏิกิริยาไม่เข้าสู่วงจรจากภายนอก

หากแรงดันไฟลดลง ดังจะเห็นได้จากรูปที่ 4.15, ข เมื่อเรามีนั่นคือวงจรใช้กระแสประจุไฟฟ้าจากเครื่องกำเนิด ปฏิกิริยาแม่เหล็กตามยาวของเกราะซึ่งเกิดขึ้นในกรณีนี้ส่งเสริมการเติบโต ยู ... ถ้าเช่นนั้นวงจรก็ใช้กระแสอุปนัยจากเครื่องกำเนิดด้วย ปฏิกิริยาล้างอำนาจแม่เหล็กตามยาวของเกราะทำให้ลดลง ยู.

ในบางกรณี โช้กอิ่มตัว (DV) ถูกใช้เพื่อทำให้แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีเสถียรภาพ ซึ่งถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยกระแสตรงจากระบบควบคุมแรงดันไฟฟ้า ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงตัวควบคุมจะเพิ่มกระแสแม่เหล็กในโช้คการเหนี่ยวนำลดลงเนื่องจากความอิ่มตัวของแกนกลางผลของปฏิกิริยาล้างอำนาจแม่เหล็กตามยาวของกระดองลดลงเช่นเดียวกับแรงดันตกคร่อม DN ซึ่งก่อให้เกิด เพื่อฟื้นฟูแรงดันไฟขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

การควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการรักษาเสถียรภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วย PM สามารถทำได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้เซมิคอนดักเตอร์คอนเวอร์เตอร์ ซึ่งในแต่ละเฟสจะมีไทริสเตอร์ต้านขนานสองตัว แต่ละครึ่งคลื่นของเส้นโค้งแรงดันไฟฟ้าที่ด้านหน้าของคอนเวอร์เตอร์จะสอดคล้องกับแรงดันไปข้างหน้าในไทริสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่ง หากระบบควบคุมให้สัญญาณให้เปิดไทริสเตอร์ด้วยความล่าช้าที่แน่นอนซึ่งสอดคล้องกับมุมควบคุม ด้วยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าด้านหลังคอนเวอร์เตอร์ มันจะลดลง เมื่อแรงดันไฟที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลง มุมจะลดลงเพื่อให้แรงดันตกคร่อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของตัวแปลงดังกล่าว ไม่เพียงแต่จะทำให้เสถียรเท่านั้น แต่ยังสามารถควบคุมแรงดันเอาต์พุตในช่วงกว้างด้วยการเปลี่ยนมุมได้อีกด้วย ข้อเสียของวงจรที่อธิบายคือการเสื่อมสภาพของคุณภาพแรงดันไฟที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากลักษณะของฮาร์โมนิกที่สูงขึ้น

วิธีการที่อธิบายไว้ในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและการรักษาเสถียรภาพที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมที่หนักและยุ่งยากภายนอกเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เป็นไปได้ที่จะรับประกันความสำเร็จของเป้าหมายนี้โดยใช้ขดลวดแม่เหล็ก DC เพิ่มเติม (PO) ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เปลี่ยนระดับความอิ่มตัวของสายแม่เหล็กเหล็ก และทำให้ค่าการนำแม่เหล็กภายนอกเปลี่ยนไปตามแม่เหล็ก

วัตถุประสงค์ของงานนี้คือการชี้แจงลักษณะพลังงานของเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวรแบบซิงโครนัสแบบโอเวอร์ยูนิตและโดยเฉพาะอย่างยิ่งผลกระทบของกระแสโหลดซึ่งสร้างสนามล้างอำนาจแม่เหล็ก (การตอบสนองของเกราะ) ต่อลักษณะโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าว ได้ทำการทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสดิสก์สองตัวที่มีกำลังและการออกแบบต่างกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเครื่องแรกคือเครื่องกำเนิดดิสก์ซิงโครนัสขนาดเล็กที่มีแผ่นดิสก์แม่เหล็กขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 "หนึ่งคู่หกขั้ว และแผ่นม้วนที่มีขดลวดสิบสองเส้น เครื่องกำเนิดนี้แสดงบนม้านั่งทดสอบ (รูปภาพ # 1) และการทดสอบทั้งหมดได้อธิบายไว้ในบทความของฉันที่ชื่อว่า:, การวิจัยเชิงทดลอง ประสิทธิภาพการใช้พลังงานรับพลังงานไฟฟ้าจากสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวร” เครื่องกำเนิดที่สองคือเครื่องกำเนิดดิสก์ขนาดใหญ่ที่มีดิสก์แม่เหล็กสองแผ่น เส้นผ่านศูนย์กลาง 14 นิ้ว มีขั้วห้าคู่ และจานหมุนที่มีขดลวดสิบอัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ยังไม่ได้รับการทดสอบอย่างครอบคลุมและแสดงในรูปภาพ # 3 อิสระ เครื่องไฟฟ้าถัดจากม้านั่งทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก เครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ถูกหมุนโดยมอเตอร์กระแสตรงที่ติดตั้งอยู่บนตัวเครื่อง
แรงดันไฟฟ้าสลับเอาท์พุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการแก้ไข, เรียบโดยตัวเก็บประจุขนาดใหญ่, และกระแสและแรงดันในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งสองถูกวัดที่กระแสตรงด้วยมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลของประเภท DT9205A สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก, การวัดจะทำที่ความถี่กระแสสลับมาตรฐาน 60 Hz ซึ่งสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่สอดคล้องกับ 600 รอบต่อนาที ... สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก การวัดยังดำเนินการที่หลายเท่าของ 120 Hz ซึ่งสอดคล้องกับ 1200 rpm โหลดของเครื่องปั่นไฟทั้งสองเครื่องทำงานอย่างหมดจด ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่มีดิสก์แม่เหล็กหนึ่งแผ่น วงจรแม่เหล็กเปิดอยู่ และช่องว่างอากาศระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ประมาณ 1 มม. ในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่มีดิสก์แม่เหล็กสองแผ่น วงจรแม่เหล็กถูกปิดและวางขดลวดไว้ในช่องว่างอากาศ 12 มม.
เมื่ออธิบายกระบวนการทางกายภาพในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าทั้งสอง ความจริงก็คือแม่เหล็กถาวรมีสนามแม่เหล็กคงที่ และไม่สามารถลดหรือเพิ่มขึ้นไม่ได้ สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อวิเคราะห์ธรรมชาติของลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ ดังนั้นในฐานะตัวแปร เราจะพิจารณาเฉพาะฟิลด์ล้างอำนาจแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงของขดลวดโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ความถี่ 60 Hz แสดงในรูปที่ 1 ซึ่งแสดงกราฟกำลังขับของเครื่องกำเนิด Pgen และกราฟ KPI ธรรมชาติของความโค้งของลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถอธิบายได้โดยพิจารณาจากข้อควรพิจารณาต่อไปนี้ - หากขนาดของสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวของขั้วแม่เหล็กไม่เปลี่ยนแปลง มันก็จะลดตามระยะห่างจากพื้นผิวนี้ และเมื่ออยู่นอกตัวแม่เหล็กก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ ที่กระแสโหลดต่ำ สนามของขดลวดโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะทำปฏิกิริยากับส่วนที่อ่อนแอและกระจัดกระจายของสนามแม่เหล็กและลดลงอย่างมาก เป็นผลให้สนามรวมของพวกเขาลดลงอย่างมากและแรงดันเอาต์พุตลดลงอย่างรวดเร็วตามพาราโบลาเนื่องจากพลังของกระแสล้างอำนาจแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของมัน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันโดยรูปภาพของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กและขดลวดซึ่งได้มาจากตะไบเหล็ก ภาพที่ 1 แสดงรูปภาพของตัวแม่เหล็กเท่านั้น และเห็นได้ชัดเจนว่าเส้นแรงของสนามกระจุกตัวที่เสาในรูปของก้อนขี้เลื่อย ใกล้กับศูนย์กลางของแม่เหล็กซึ่งโดยทั่วไปแล้วสนามจะเป็นศูนย์ สนามจะอ่อนตัวลงอย่างมาก ดังนั้นจึงไม่สามารถขยับขี้เลื่อยได้ มันเป็นสนามที่อ่อนแอซึ่งทำให้ปฏิกิริยาของกระดองที่คดเคี้ยวเป็นโมฆะที่กระแสไฟต่ำที่ 0.1A ดังที่แสดงในรูปที่ 2 เมื่อกระแสโหลดเพิ่มขึ้น สนามที่แรงกว่าของแม่เหล็กซึ่งอยู่ใกล้กับขั้วของพวกมันก็ลดลงเช่นกัน แต่ขดลวดไม่สามารถลดลงได้อีก สนามของแม่เหล็กที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และส่วนโค้งของลักษณะภายนอกของ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะค่อยๆยืดออกและกลายเป็นการพึ่งพาแรงดันไฟขาออกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าโดยตรงบนกระแสโหลด ... นอกจากนี้ ในส่วนที่เป็นเส้นตรงของคุณลักษณะโหลด ความเค้นภายใต้โหลดจะลดลงน้อยกว่าในส่วนที่ไม่เป็นเชิงเส้น และลักษณะภายนอกจะแข็งขึ้น มันเข้าใกล้ลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสทั่วไป แต่ด้วยแรงดันเริ่มต้นที่ต่ำกว่า เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสทางอุตสาหกรรมยอมให้แรงดันไฟฟ้าตกถึง 30% ภายใต้โหลดที่กำหนด เรามาดูกันว่าแรงดันไฟฟ้าตกสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ 600 และ 1200 รอบต่อนาทีเป็นเปอร์เซ็นต์ ที่ 600 รอบต่อนาทีแรงดันวงจรเปิดคือ 26 โวลต์และภายใต้กระแสโหลด 4 แอมแปร์มันลดลงเหลือ 9 โวลต์นั่นคือลดลง 96.4% - นี่คือแรงดันไฟฟ้าตกที่สูงมากซึ่งสูงกว่าสามเท่า บรรทัดฐาน ที่ 1200 รอบต่อนาทีแรงดันวงจรเปิดได้กลายเป็น 53.5 โวลต์และภายใต้กระแสโหลดเดียวกันที่ 4 แอมแปร์มันลดลงเหลือ 28 โวลต์นั่นคือมันลดลงแล้ว 47.2% - ซึ่งใกล้เคียงกับ 30 ที่อนุญาตแล้ว %. อย่างไรก็ตาม ให้เราพิจารณาการเปลี่ยนแปลงเชิงตัวเลขในความฝืดของลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ในการโหลดที่หลากหลาย ความแข็งแกร่งของลักษณะโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้นพิจารณาจากอัตราการตกของแรงดันเอาต์พุตภายใต้โหลด ดังนั้นเราจึงคำนวณโดยเริ่มจากแรงดันไฟที่ไม่มีโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าตกที่คมชัดและไม่เชิงเส้นจะสังเกตได้จนถึงประมาณหนึ่งแอมแปร์ และเด่นชัดมากที่สุดจนถึงกระแส 0.5 แอมแปร์ ดังนั้น ด้วยกระแสโหลด 0.1 แอมแปร์ แรงดันคือ 23 โวลต์และหยด เมื่อเปรียบเทียบกับแรงดันวงจรเปิดที่ 25 โวลต์ โดย 2 โวลต์ นั่นคือ อัตราการดร็อปของแรงดันไฟฟ้าคือ 20 V / A ด้วยกระแสโหลด 1.0 แอมแปร์ แรงดันไฟอยู่แล้ว 18 โวลต์ และลดลง 7 โวลต์ เมื่อเทียบกับแรงดันไฟวงจรเปิด นั่นคือ อัตราแรงดันตกอยู่แล้ว 7 V/A นั่นคือ ลดลง 2.8 ครั้ง ความแข็งแกร่งที่เพิ่มขึ้นของลักษณะภายนอกนี้ยังคงเพิ่มขึ้นต่อไปในโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดังนั้นด้วยกระแสโหลด 1.7 แอมแปร์ แรงดันไฟจะลดลงจาก 18 โวลต์เป็น 15.5 โวลต์ นั่นคืออัตราแรงดันตกอยู่ที่ 3.57 V / A และด้วยกระแสโหลด 4 แอมแปร์ แรงดันไฟจะลดลงจาก 15.5 โวลต์เป็น 9 โวลต์ นั่นคือ อัตราแรงดันตกคร่อมลดลงเหลือ 2.8 V / A. กระบวนการนี้มาพร้อมกับการเพิ่มกำลังขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 1) พร้อมกับความแข็งแกร่งของลักษณะภายนอกที่เพิ่มขึ้นพร้อมกัน การเพิ่มขึ้นของกำลังขับที่ 600 รอบต่อนาทีเหล่านี้ทำให้ KPI ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสูงเพียงพอที่ 3.8 หน่วย กระบวนการที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นที่ความเร็วซิงโครนัสสองเท่าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (รูปที่ 2) นอกจากนี้แรงดันขาออกที่ลดลงอย่างมากในกระแสโหลดต่ำด้วยการเพิ่มความแข็งแกร่งของลักษณะภายนอกเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น ความแตกต่างอยู่ใน ค่าตัวเลข ให้เราใช้เพียงสองกรณีสุดขั้วของการโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - กระแสต่ำสุดและสูงสุด ดังนั้นที่กระแสโหลดขั้นต่ำ 0.08 A แรงดันไฟฟ้าคือ 49.4 V และลดลงเมื่อเทียบกับแรงดันไฟฟ้า 53.5 V x 4.1 V นั่นคืออัตราแรงดันตกคือ 51.25 V / A และมากกว่าสองเท่าของความเร็ว ที่ 600 รอบต่อนาที ที่กระแสโหลดสูงสุด 3.83 A แรงดันไฟฟ้ามีค่าเท่ากับ 28.4 V แล้วและลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับ 42 V ที่กระแส 1.0 A โดย 13.6 V นั่นคืออัตราการตกของแรงดันไฟฟ้าคือ 4.8 V / A และ 1.7 คูณด้วยความเร็วนี้ที่ 600 รอบต่อนาที จากนี้เราสามารถสรุปได้ว่าการเพิ่มความเร็วในการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะลดความแข็งแกร่งของคุณลักษณะภายนอกในส่วนเริ่มต้นลงอย่างมาก แต่ไม่ได้ลดลงอย่างมากในส่วนเชิงเส้นของลักษณะโหลด เป็นลักษณะเฉพาะที่ในขณะเดียวกันเมื่อโหลดเต็มของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 4 แอมแปร์ เปอร์เซ็นต์แรงดันตกคร่อมจะน้อยกว่าที่ 600 รอบต่อนาที นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่ากำลังขับของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าที่สร้างขึ้น นั่นคือ ความเร็วของโรเตอร์ และกำลังของกระแสล้างอำนาจแม่เหล็กเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของกระแสโหลด ดังนั้น ที่พิกัดโหลดเต็มของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กำลังล้างอำนาจแม่เหล็ก เมื่อเทียบกับเอาท์พุต กลับกลายเป็นว่าน้อยกว่า และเปอร์เซ็นต์แรงดันตกจะลดลง คุณสมบัติเชิงบวกที่สำคัญของความเร็วในการหมุนที่สูงขึ้นของเครื่องกำเนิดขนาดเล็กคือการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ ที่ 1200 รอบต่อนาที KPI ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้นจาก 3.8 หน่วยที่ 600 รอบต่อนาทีเป็น 5.08 หน่วย
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่มีแนวคิดในการออกแบบที่แตกต่างกันโดยยึดตามการประยุกต์ใช้กฎข้อที่สองของ Kirchhoff ในวงจรแม่เหล็ก กฎหมายนี้ระบุว่าหากมีแหล่ง MDS (ในรูปของแม่เหล็กถาวร) สองแหล่งหรือหลายแหล่งในวงจรแม่เหล็ก MDS เหล่านี้จะถูกสรุปเชิงพีชคณิตในวงจรแม่เหล็ก ดังนั้น หากเราใช้แม่เหล็กที่เหมือนกันสองตัว และเราเชื่อมต่อหนึ่งในขั้วตรงข้ามของพวกมันกับวงจรแม่เหล็ก จากนั้น MDS สองเท่าจะปรากฏในช่องว่างอากาศของอีกสองขั้วตรงข้ามอีกสองขั้ว หลักการนี้ถูกนำไปใช้ในการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ ขดลวดมีรูปร่างแบนราบเหมือนกับในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า magenko และวางไว้ในช่องว่างอากาศที่เกิดขึ้นนี้ด้วย MDS สองเท่า การทดสอบนี้ส่งผลต่อลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างไร การทดสอบเครื่องกำเนิดไฟฟ้านี้ดำเนินการที่ความถี่มาตรฐาน 50 Hz ซึ่งเท่ากับ 600 รอบต่อนาทีเช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก มีการพยายามเปรียบเทียบลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหล่านี้ที่แรงดันไฟฟ้าที่ไม่มีโหลดเท่ากัน ในการทำเช่นนี้ความเร็วในการหมุนของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ลดลงเหลือ 108 รอบต่อนาทีและแรงดันไฟขาออกลดลงเหลือ 50 โวลต์ซึ่งเป็นแรงดันไฟฟ้าใกล้กับแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กที่ความเร็ว 1200 รอบต่อนาที ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ได้รับในลักษณะนี้จะแสดงในรูปเดียวกันที่ 2 ซึ่งแสดงลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กด้วย การเปรียบเทียบคุณลักษณะเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าที่แรงดันไฟขาออกที่ต่ำมากสำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะอ่อนมาก แม้จะเปรียบเทียบกับลักษณะภายนอกที่ไม่แข็งจนเกินไปของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเหนือศีรษะทั้งสองเครื่องสามารถหมุนได้เอง จึงจำเป็นต้องค้นหาว่าคุณลักษณะด้านพลังงานนี้จำเป็นสำหรับสิ่งนี้อย่างไร ดังนั้นการศึกษาทดลองของพลังงานที่ใช้โดยมอเตอร์ไฟฟ้าของไดรฟ์จึงดำเนินการโดยไม่ใช้พลังงานฟรีจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่นั่นคือการวัดการสูญเสียที่ไม่มีโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การศึกษาเหล่านี้ดำเนินการสำหรับอัตราทดเกียร์สองแบบที่แตกต่างกันของเฟืองทดรอบระหว่างเพลามอเตอร์ไฟฟ้าและเพลาเครื่องกำเนิดไฟฟ้า โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อมีอิทธิพลต่อการใช้พลังงานที่ไม่ได้ใช้งานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า การวัดทั้งหมดนี้ดำเนินการในช่วง 100 ถึง 1,000 รอบต่อนาที แรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้าของไดรฟ์วัดกระแสที่ใช้และคำนวณพลังงานรอบเดินเบาของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยอัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์เท่ากับ 3.33 และ 4.0 รูปที่ 3 แสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงค่าเหล่านี้ แรงดันไฟจ่ายของมอเตอร์ไฟฟ้าของไดรฟ์เพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรงด้วยการเพิ่มรอบการหมุนที่อัตราทดเกียร์ทั้งสอง และกระแสที่ใช้ไปมีความไม่เชิงเส้นเล็กน้อย ซึ่งเกิดจากการพึ่งพาส่วนประกอบกำลังไฟฟ้ากำลังสองในกระแส องค์ประกอบทางกลของการใช้พลังงานอย่างที่คุณทราบนั้นขึ้นอยู่กับความเร็วในการหมุนเป็นเส้นตรง สังเกตได้ว่าอัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์ที่เพิ่มขึ้นช่วยลดการใช้กระแสไฟในช่วงความเร็วทั้งหมด และโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วสูง และสิ่งนี้ส่งผลตามธรรมชาติต่อการใช้พลังงาน - กำลังนี้จะลดลงตามสัดส่วนที่เพิ่มขึ้นของอัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์ และในกรณีนี้ประมาณ 20% ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ถูกบันทึกที่อัตราทดเกียร์สี่เท่านั้น แต่ที่ค่าสองรอบต่อนาที - 600 (50 Hz) และ 720 (60 Hz) ลักษณะโหลดเหล่านี้แสดงในรูปที่ 4 ลักษณะเหล่านี้ ตรงกันข้ามกับลักษณะของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็ก มีลักษณะเป็นเส้นตรง โดยมีแรงดันตกคร่อมต่ำมากภายใต้โหลด ดังนั้นที่ 600 รอบต่อนาที แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 188 V ภายใต้กระแสโหลด 0.63 A ลดลง 1.0 V ที่ 720 รอบต่อนาที แรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 226 V ภายใต้กระแสโหลด 0.76 A ก็ลดลง 1.0 B ด้วย ด้วยการเพิ่มโหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า รูปแบบนี้ยังคงมีอยู่ และเราสามารถสรุปได้ว่าอัตราแรงดันตกคร่อมอยู่ที่ประมาณ 1 V ต่อแอมแปร์ หากเราคำนวณเปอร์เซ็นต์แรงดันตก สำหรับ 600 รอบจะเป็น 0.5% และสำหรับรอบ 720 รอบจะเป็น 0.4% แรงดันไฟฟ้าตกนี้เกิดจากแรงดันตกคร่อมความต้านทานเชิงแอ็คทีฟของวงจรขดลวดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - ตัวม้วนเอง วงจรเรียงกระแส และสายเชื่อมต่อ และมีค่าประมาณ 1.5 โอห์ม ในกรณีนี้ ผลกระทบจากการล้างอำนาจแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่คดเคี้ยวภายใต้โหลดไม่ปรากฏ หรือแสดงออกมาอย่างอ่อนมากที่กระแสโหลดสูง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าสนามแม่เหล็กสองเท่าในช่องว่างอากาศแคบ ๆ ซึ่งเป็นที่ตั้งของขดลวดกำเนิดปฏิกิริยาของกระดองไม่สามารถเอาชนะได้และจะไม่มีการสร้างสนามแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กสองเท่าของแม่เหล็ก หลัก คุณสมบัติที่โดดเด่นลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่คือแม้ในกระแสโหลดต่ำจะเป็นเส้นตรงไม่มีแรงดันไฟฟ้าตกอย่างแหลมคมเช่นเดียวกับในเครื่องกำเนิดขนาดเล็กและนี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าปฏิกิริยากระดองที่มีอยู่ไม่สามารถแสดงออกได้ไม่สามารถเอาชนะ สนามแม่เหล็กถาวร ดังนั้น คำแนะนำต่อไปนี้สามารถทำได้สำหรับนักพัฒนาเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร CE:

1. ไม่ว่าในกรณีใด ๆ ให้ใช้วงจรแม่เหล็กแบบเปิดในตัว ซึ่งจะทำให้เกิดการกระจายตัวที่รุนแรงและการใช้งานน้อยเกินไปของสนามแม่เหล็ก
2. ปฏิกิริยากระเจิงสามารถเอาชนะสนามกระเจิงได้อย่างง่ายดายซึ่งนำไปสู่การทำให้ลักษณะภายนอกของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็วและความเป็นไปไม่ได้ที่จะถอดพลังการออกแบบออกจากเครื่องกำเนิด
3. คุณสามารถเพิ่มพลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นสองเท่า ในขณะที่เพิ่มความแข็งแกร่งของคุณลักษณะภายนอก โดยใช้แม่เหล็กสองตัวในวงจรแม่เหล็กของมัน และสร้างสนามด้วย MDS สองเท่า
4. ไม่ควรวางขดลวดที่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติกในฟิลด์นี้ด้วย MDS สองเท่า เนื่องจากสิ่งนี้นำไปสู่การเชื่อมต่อแม่เหล็กของแม่เหล็กสองตัว และการหายไปของผลกระทบของ MDS สองเท่า
5. เมื่อขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ให้ใช้อัตราทดเกียร์ที่จะลดการสูญเสียอินพุตของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ความเร็วรอบเดินเบาได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
6. ฉันขอแนะนำการออกแบบแผ่นดิสก์เครื่องกำเนิดไฟฟ้า นี่คือที่สุด การก่อสร้างที่เรียบง่ายได้ที่บ้าน
7. การออกแบบแผ่นดิสก์ช่วยให้สามารถใช้ตัวเรือนและเพลากับตลับลูกปืนจากมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปได้

และสุดท้ายนี้ขอให้มีความพากเพียรอดทนในการสร้างสรรค์
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่แท้จริง

จากประวัติของปัญหา จนถึงปัจจุบัน ในงานของฉันมีคำถามเกี่ยวกับการเข้าร่วมในโครงการเพื่อแนะนำคนรุ่นเล็กของฉันที่องค์กร ก่อนหน้านี้มีประสบการณ์กับมอเตอร์ไฟฟ้าแบบซิงโครนัส กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ประสบการณ์น้อยมาก

เมื่อพิจารณาจากข้อเสนอของผู้ผลิตหลายรายในหนึ่งในนั้น ฉันได้ค้นพบวิธีกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสโดยใช้เครื่องกระตุ้นแบบแม่เหล็กถาวร (PMG) ฉันจะพูดถึงว่าระบบกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้รับการวางแผนว่าไม่มีแปรงถ่าน ตัวอย่าง มอเตอร์ซิงโครนัสฉันอธิบายไว้ก่อนหน้านี้

ดังนั้นจากคำอธิบายของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (PMG) ที่มีแม่เหล็กถาวรเป็นตัวกระตุ้นของขดลวดกระตุ้นของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเร้าดังนี้:

1. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนประเภท "อากาศ - น้ำ" 2. เครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร 3. อุปกรณ์กระตุ้น 4. วงจรเรียงกระแส 5. พัดลมเรเดียล 6. ช่องแอร์

ในกรณีนี้ ระบบกระตุ้นประกอบด้วยขดลวดเสริมหรือเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร เครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้าอัตโนมัติ (AVR) CT และ VT สำหรับตรวจจับกระแสและแรงดัน เครื่องกระตุ้นในตัวและวงจรเรียงกระแสแบบหมุน เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเทอร์ไบน์เป็นอุปกรณ์มาตรฐานที่มี AVR แบบดิจิตอลซึ่งมีการควบคุม PF (ตัวประกอบกำลัง) และฟังก์ชันการตรวจสอบและป้องกันต่างๆ (การจำกัดการกระตุ้น การตรวจจับโอเวอร์โหลด ความซ้ำซ้อน ฯลฯ) กระแสตรงแรงกระตุ้นจาก AVR จะถูกขยายโดยตัวกระตุ้นแบบหมุนแล้วแก้ไขด้วยเครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าแบบหมุน วงจรเรียงกระแสแบบหมุนประกอบด้วยไดโอดและตัวปรับแรงดันไฟฟ้า

การแสดงแผนผังของระบบกระตุ้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหันโดยใช้ PMG:

วิธีแก้ปัญหาด้วยเครื่องกำเนิดแม่เหล็กถาวร (PMG) บนเพลาหลักพร้อมโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและตัวกระตุ้นแบบไร้แปรงถ่าน:

อันที่จริง ในขณะนี้ ฉันไม่สามารถพูดถึงข้อดีของวิธีการควบคุมความตื่นตัวนี้ได้ ฉันคิดว่าด้วยเวลาที่รวบรวมข้อมูลและประสบการณ์ ฉันจะแบ่งปันประสบการณ์ของฉันในการใช้ PMG กับคุณ

เครื่องซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กถาวร (แมกนีโตอิเล็กทริก) ไม่มีแรงกระตุ้นบนโรเตอร์ และฟลักซ์แม่เหล็กที่น่าตื่นเต้นของพวกมันถูกสร้างขึ้นโดยแม่เหล็กถาวรที่อยู่บนโรเตอร์ สเตเตอร์ของเครื่องจักรเหล่านี้มีการออกแบบทั่วไปโดยมีขดลวดสองหรือสามเฟส

เครื่องเหล่านี้มักใช้เป็นเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานต่ำ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กถาวรมักใช้น้อยกว่า ส่วนใหญ่เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสแตนด์อโลนที่มีความถี่เพิ่มขึ้น กำลังต่ำและปานกลาง

มอเตอร์แม่เหล็กแบบซิงโครนัสมอเตอร์เหล่านี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในสองรูปแบบ: ด้วยการจัดเรียงแม่เหล็กถาวรในแนวรัศมีและแนวแกน

เมื่อไหร่ การจัดแนวรัศมีของแม่เหล็กถาวร แพ็คเกจโรเตอร์ที่มีกรงเริ่มต้นซึ่งทำขึ้นในรูปของทรงกระบอกกลวง ติดอยู่ที่พื้นผิวด้านนอกของขั้วที่เด่นชัดของแม่เหล็กถาวร 3. ช่องระหว่างขั้วถูกสร้างขึ้นในกระบอกสูบเพื่อป้องกันการไหลของแม่เหล็กถาวรจากการปิดในกระบอกสูบนี้ (รูปที่ 23.1,)

เมื่อไหร่ การจัดแนวแกนแม่เหล็ก การออกแบบของโรเตอร์นั้นคล้ายกับการออกแบบของโรเตอร์ของมอเตอร์กรงกระรอกแบบอะซิงโครนัส แม่เหล็กถาวรแบบวงแหวนถูกกดลงที่ปลายโรเตอร์นี้ (รูปที่ 23.1, ).

การออกแบบที่มีการจัดเรียงแม่เหล็กตามแนวแกนใช้ในมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีกำลังสูงถึง 100 W; การออกแบบที่มีการจัดเรียงแม่เหล็กในแนวรัศมีนั้นใช้ในมอเตอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่กว่าซึ่งมีกำลังสูงถึง 500 W หรือมากกว่า

กระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นระหว่างการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัสของมอเตอร์เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะบางประการเนื่องจากมอเตอร์แบบแม่เหล็กเริ่มทำงานในสถานะตื่นเต้น สนามของแม่เหล็กถาวรในกระบวนการเร่งความเร็วของโรเตอร์ทำให้เกิด EMF ในขดลวดสเตเตอร์
, ซึ่งความถี่จะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนความเร็วของโรเตอร์ EMF นี้ทำให้เกิดกระแสในขดลวดสเตเตอร์ที่ทำปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กถาวรและสร้าง and เบรคช่วงเวลา
, มุ่งตรงต่อการหมุนของโรเตอร์

รูปที่. 23.1. มอเตอร์ซิงโครนัสแม๊กที่มีรัศมี (a) และ

แกน (ข)การจัดเรียงแม่เหล็กถาวร:

1 - สเตเตอร์ 2 - โรเตอร์กรงกระรอก 3 - แม่เหล็กถาวร

ดังนั้น ในระหว่างการเร่งความเร็วของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แรงบิดแบบอะซิงโครนัสสองตัวจะกระทำต่อโรเตอร์ (รูปที่ 23.2):
(จากปัจจุบัน , เข้าสู่สเตเตอร์ที่คดเคี้ยวจากเครือข่าย) และเบรก
(จากปัจจุบัน เหนี่ยวนำในสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวด้วยสนามแม่เหล็กถาวร)

อย่างไรก็ตาม การพึ่งพาโมเมนต์เหล่านี้กับความเร็วของโรเตอร์ (สลิป) นั้นแตกต่างกัน: แรงบิดสูงสุด
สอดคล้องกับความถี่สูง (สลิปต่ำ) และแรงบิดเบรกสูงสุด เอ็ม ตู่ - ความเร็วต่ำ (สลิปสูง) โรเตอร์เร่งความเร็วภายใต้อิทธิพลของแรงบิดที่เกิดขึ้น
ซึ่งมี "การจุ่ม" ที่สำคัญในพื้นที่ความเร็วต่ำ เส้นโค้งที่แสดงในรูปแสดงให้เห็นว่าอิทธิพลของแรงบิด
เกี่ยวกับคุณสมบัติการเริ่มต้นของเครื่องยนต์โดยเฉพาะในขณะที่เข้าสู่การซิงโครไนซ์ เอ็ม ใน, มาก.

เพื่อให้แน่ใจว่าการสตาร์ทมอเตอร์มีความน่าเชื่อถือ แรงบิดขั้นต่ำที่เป็นผลลัพธ์จึงจำเป็นในโหมดอะซิงโครนัส
และช่วงเวลาแห่งการเข้าสู่ความบังเอิญ เอ็ม ใน , มีค่ามากกว่าโมเมนต์โหลด รูปร่างของเส้นโค้งของโมเมนต์อะซิงโครนัสของแมกนีโตอิเล็กทริก

รูปที่ 23.2 กราฟโมเมนต์แบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็ก magnet

เครื่องยนต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความต้านทานเชิงแอคทีฟของเซลล์เริ่มต้นและระดับการกระตุ้นของเครื่องยนต์โดยมีค่า
ที่ไหน อี 0 - EMF ของเฟสสเตเตอร์ถูกเหนี่ยวนำในโหมดว่างเมื่อโรเตอร์หมุนด้วยความถี่ซิงโครนัส ด้วยกำลังขยาย "จุ่ม" ในเส้นโค้งแรงบิด
เพิ่มขึ้น

โดยหลักการแล้วกระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าในมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแมกนีโตอิเล็กทริกนั้นคล้ายคลึงกับกระบวนการในมอเตอร์ซิงโครนัสที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม ต้องระลึกไว้เสมอว่าแม่เหล็กถาวรในเครื่องทำแม่เหล็กนั้นอยู่ภายใต้การขจัดอำนาจแม่เหล็กโดยฟลักซ์แม่เหล็กของปฏิกิริยากระดอง ขดลวดเริ่มต้นทำให้การล้างอำนาจแม่เหล็กนี้อ่อนแอลง เนื่องจากมีการป้องกันแม่เหล็กถาวร

คุณสมบัติเชิงบวกของมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กช่วยเพิ่มความเสถียรของการทำงานในโหมดซิงโครนัสและความสม่ำเสมอของความถี่การหมุนตลอดจนความสามารถในการหมุนในเฟสของมอเตอร์หลายตัวที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายเดียว มอเตอร์เหล่านี้มีประสิทธิภาพด้านพลังงานค่อนข้างสูง (ประสิทธิภาพและ
,).

ข้อเสียของมอเตอร์ซิงโครนัสแบบแมกนีโตอิเล็กทริกคือต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับมอเตอร์ซิงโครนัสประเภทอื่น เนื่องจากมีต้นทุนสูงและความซับซ้อนในการประมวลผลแม่เหล็กถาวรที่ทำจากโลหะผสมที่มีแรงบีบบังคับสูง (อัลนี อัลนิโค แมกนิโค ฯลฯ) มอเตอร์เหล่านี้มักจะผลิตขึ้นโดยใช้พลังงานต่ำและใช้ในเครื่องมือวัดและอุปกรณ์อัตโนมัติเพื่อขับเคลื่อนกลไกที่ต้องการความเร็วคงที่

แม่เหล็กแบบซิงโครนัสเครื่องกำเนิดไฟฟ้า tric... โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดังกล่าวทำงานโดยใช้พลังงานต่ำในรูปแบบของ "เครื่องหมายดอกจัน" (รูปที่ 23.3 แต่) ที่กำลังไฟปานกลาง - มีเสารูปกรงเล็บและแม่เหล็กถาวรทรงกระบอก (รูปที่ 23.3, ข)โรเตอร์แบบกรงเล็บช่วยให้ได้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีการกระจายตัวของขั้ว ซึ่งจำกัดกระแสไฟกระชากในกรณีที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าลัดวงจรอย่างกะทันหัน กระแสนี้ก่อให้เกิดอันตรายอย่างใหญ่หลวงต่อแม่เหล็กถาวรเนื่องจากมีผลล้างอำนาจแม่เหล็กที่รุนแรง

นอกเหนือจากข้อเสียที่ระบุไว้เมื่อพิจารณามอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กแล้ว เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีแม่เหล็กถาวรยังมีข้อเสียอีกประการหนึ่งเนื่องจากไม่มีขดลวดกระตุ้น ดังนั้นการควบคุมแรงดันไฟฟ้าในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบแม่เหล็กจึงเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ ซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีเสถียรภาพได้ยากเมื่อโหลดมีการเปลี่ยนแปลง

รูปที่ 23.3 โรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสแมกนีโตอิเล็กทริก:

1 - เพลา; 2 - แม่เหล็กถาวร; 3 - เสา; 4 - บูชที่ไม่ใช่แม่เหล็ก

ในเครื่องซิงโครนัสประเภทนี้ สนามของการกระตุ้นที่กำกับอย่างถาวรจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้แม่เหล็กถาวร เครื่องซิงโครนัสด้วยแม่เหล็กถาวรไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องกระตุ้นและเนื่องจากไม่มีการสูญเสียจากการกระตุ้นและในการสัมผัสแบบเลื่อนจึงมีประสิทธิภาพสูงความน่าเชื่อถือของพวกเขาจึงสูงกว่าเครื่องซิงโครนัสทั่วไปอย่างมากซึ่งขดลวดกระตุ้นแบบหมุนและอุปกรณ์แปรง มักจะได้รับความเสียหาย นอกจากนี้ยังแทบไม่ต้องบำรุงรักษาตลอดอายุการใช้งานอีกด้วย
แม่เหล็กถาวรสามารถแทนที่ขดลวดของสนามทั้งในเครื่องซิงโครนัสโพลีเฟสทั่วไปและในการออกแบบพิเศษทั้งหมดที่อธิบายไว้ข้างต้น (เครื่องซิงโครนัสเฟสเดียว, เครื่องซิงโครนัสที่มีขั้วบวกและเครื่องเหนี่ยวนำ)
เครื่องซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแตกต่างจากเครื่องไฟฟ้า การกระตุ้นด้วยแม่เหล็กการออกแบบระบบแม่เหล็กเหนี่ยวนำ อะนาล็อกของโรเตอร์ของเครื่องซิงโครนัสแบบขั้วโดยนัยทั่วไปคือแม่เหล็กรูปวงแหวนทรงกระบอกที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในทิศทางเรเดียล (รูปที่ 6)

ระบบแม่เหล็กเหนี่ยวนำด้วยแม่เหล็กทรงกระบอกและรูปดาว
a - แม่เหล็กรูปดาวที่ไม่มีรองเท้าโพล b - แม่เหล็กทรงกระบอกสี่ขั้ว

รูปที่. 2. โรเตอร์ที่มีเสาก้ามปู ตื่นเต้นด้วยแม่เหล็กถาวร:
1 - แหวนแม่เหล็กถาวร; 2 - แผ่นดิสก์ที่มีระบบขั้วใต้ 3 - ดิสก์พร้อมระบบขั้วโลกเหนือ

โรเตอร์เด่นของเครื่องจักรทั่วไปที่มีการกระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นคล้ายคลึงกับโรเตอร์ที่มีแม่เหล็กรูปดาวในรูปที่ 1, a ซึ่งแม่เหล็ก 1 ติดอยู่กับเพลา 3 โดยการหล่อจากโลหะผสมอลูมิเนียม 2

ในโรเตอร์ที่มีเสารูปกรงเล็บ (รูปที่ 2) แม่เหล็กแบบวงแหวนซึ่งถูกทำให้เป็นแม่เหล็กในแนวแกนจะเข้ามาแทนที่ขดลวดของสนามวงแหวน ในเครื่องเหนี่ยวนำขั้วต่างๆ ตามรูป แรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถแทนที่ด้วยการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กดังแสดงในรูปที่ 3 (แทนที่จะเป็นฟันเล็กสามซี่ในแต่ละโซน I-IV จะมีฟันหนึ่งซี่ในแต่ละโซน) นอกจากนี้ยังมีอะนาล็อกที่สอดคล้องกับการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กสำหรับเครื่องที่มีชื่อเดียวกัน แม่เหล็กถาวรสามารถอยู่ในรูปของวงแหวนแม่เหล็กตามแนวแกน ซึ่งสอดเข้าไประหว่างโครงและส่วนป้องกันปลาย

รูปที่. 3. ตัวเหนี่ยวนำขั้วตรงข้ามกับการกระตุ้นด้วยแม่เหล็ก:
ОЯ - ขดลวดกระดอง; PM - แม่เหล็กถาวร
เพื่ออธิบายกระบวนการทางแม่เหล็กไฟฟ้าในเครื่องซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กถาวร ทฤษฎีของเครื่องซิงโครนัสที่มีการกระตุ้นด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านั้นค่อนข้างเหมาะสม ซึ่งมีพื้นฐานที่กำหนดไว้ในบทก่อนหน้าของหัวข้อนี้ อย่างไรก็ตาม เพื่อที่จะใช้ทฤษฎีนี้และนำไปใช้ในการคำนวณลักษณะของเครื่องซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กถาวรในโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือมอเตอร์ ก่อนอื่นคุณต้องกำหนด EMF E ที่ไม่ได้ใช้งานหรือค่าสัมประสิทธิ์การกระตุ้น r = Ef / U จาก เส้นโค้งล้างอำนาจแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรและคำนวณความต้านทานอุปนัย Xad และ X โดยคำนึงถึงอิทธิพลของความต้านทานแม่เหล็กของแม่เหล็กซึ่งมีความสำคัญมากจน Xa (1< Xaq.
เครื่องแม่เหล็กถาวรถูกประดิษฐ์ขึ้นตั้งแต่ยุคแรก ๆ ของอิเล็กโทรเมคานิกส์ อย่างไรก็ตาม มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา โดยเกี่ยวข้องกับการพัฒนาวัสดุใหม่สำหรับแม่เหล็กถาวรที่มีพลังงานแม่เหล็กจำเพาะสูง (เช่น แม็กนิโคหรือโลหะผสมที่มีส่วนประกอบของซาแมเรียมและโคบอลต์) เครื่องซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กดังกล่าวสามารถแข่งขันกับ เครื่องซิงโครนัสมีแรงกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้า

พลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสความเร็วสูงพร้อมแม่เหล็กถาวรสำหรับจ่ายไฟให้กับเครือข่ายออนบอร์ดของเครื่องบินสูงถึงหลายสิบกิโลวัตต์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแม่เหล็กถาวรและมอเตอร์กำลังต่ำใช้ในเครื่องบิน รถยนต์ รถแทรกเตอร์ ซึ่งความน่าเชื่อถือสูงมีความสำคัญอย่างยิ่ง เป็นเครื่องยนต์ พลังงานต่ำมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยีอื่น ๆ อีกมากมาย เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เจ็ท พวกมันมีความเสถียรที่ความเร็วที่สูงกว่า สมรรถนะด้านพลังงานที่ดีกว่า ด้อยกว่าในด้านราคาและคุณสมบัติในการสตาร์ท
ตามวิธีการเริ่มต้น มอเตอร์ซิงโครนัสที่มีพลังงานต่ำพร้อมแม่เหล็กถาวรแบ่งออกเป็นมอเตอร์สตาร์ทเองและมอเตอร์ที่มีการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัส
มอเตอร์แม่เหล็กถาวรกำลังต่ำที่สตาร์ทตัวเองได้ถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนกลไกนาฬิกาและรีเลย์ต่างๆ อุปกรณ์ซอฟต์แวร์ต่างๆ ฯลฯ กำลังไฟฟ้าสูงสุดของมอเตอร์เหล่านี้ไม่เกินสองสามวัตต์ (โดยปกติคือเศษส่วนของวัตต์) เพื่อความสะดวกในการสตาร์ท มอเตอร์เป็นแบบหลายขั้ว (p> 8) และขับเคลื่อนจากเครือข่ายความถี่ไฟฟ้าแบบเฟสเดียว
ในประเทศของเรา มอเตอร์ดังกล่าวผลิตขึ้นในซีรีส์ DSM ซึ่งใช้การออกแบบรูปปากนกของวงจรแม่เหล็กสเตเตอร์และขดลวดกระดองแบบเฟสเดียวเพื่อสร้างสนามแบบหลายขั้ว
การสตาร์ทของมอเตอร์เหล่านี้เกิดขึ้นเนื่องจากแรงบิดแบบซิงโครนัสจากการทำงานร่วมกันของสนามเร้าใจกับแม่เหล็กถาวรของโรเตอร์ เพื่อให้การเริ่มต้นเกิดขึ้นได้สำเร็จและไปในทิศทางที่ถูกต้องจะใช้อุปกรณ์กลไกพิเศษที่ช่วยให้โรเตอร์หมุนได้เพียงทิศทางเดียวและถอดออกจากเพลาระหว่างการซิงโครไนซ์
มอเตอร์ซิงโครนัสกำลังต่ำพร้อมแม่เหล็กถาวรที่มีการสตาร์ทแบบอะซิงโครนัสถูกผลิตขึ้นด้วยการจัดเรียงในแนวรัศมีของแม่เหล็กถาวรและขดลวดลัดวงจรเริ่มต้นและมีการจัดเรียงตามแนวแกนของแม่เหล็กถาวรและขดลวดลัดวงจรเริ่มต้น ในแง่ของโครงสร้างสเตเตอร์ มอเตอร์เหล่านี้ไม่ต่างจากเครื่องจักรที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า ขดลวดสเตเตอร์ในทั้งสองกรณีเป็นแบบสองหรือสามเฟส ต่างกันแค่ในการออกแบบโรเตอร์
ในมอเตอร์ที่มีการจัดเรียงแม่เหล็กแบบเรเดียลและขดลวดลัดวงจร มอเตอร์แบบหลังจะวางอยู่ในร่องของชิ้นขั้วเคลือบของแม่เหล็กถาวร เพื่อให้ได้ฟลักซ์การรั่วที่ยอมรับได้ จะต้องมีช่องว่างที่ไม่ใช่แม่เหล็กระหว่างปลายของขั้วที่อยู่ติดกัน บางครั้ง เพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางกลของโรเตอร์ ตัวเชื่อมจะถูกรวมเข้ากับบริดจ์ที่ทนทานจนเป็นแกนวงแหวนทั้งหมด
ในมอเตอร์ที่มีการจัดเรียงแม่เหล็กตามแนวแกนและขดลวดลัดวงจร ส่วนหนึ่งของความยาวแอคทีฟจะถูกครอบครองโดยแม่เหล็กถาวร และในส่วนอื่น ๆ ของมอเตอร์ซึ่งอยู่ถัดจากแม่เหล็ก จะมีการกวนวงจรแม่เหล็กลามิเนตที่มีขดลวดลัดวงจร และทั้งแม่เหล็กถาวรและวงจรแม่เหล็กเคลือบติดอยู่บนเพลาทั่วไป เนื่องจากมอเตอร์แม่เหล็กถาวรยังคงได้รับพลังงานในระหว่างการสตาร์ท การสตาร์ทมอเตอร์จึงไม่ค่อยดีนักเมื่อเทียบกับมอเตอร์ซิงโครนัสทั่วไป ซึ่งการกระตุ้นจะถูกปิด สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อเริ่มต้นพร้อมกับแรงบิดแบบอะซิงโครนัสที่เป็นบวกจากปฏิกิริยาของสนามหมุนกับกระแสที่เหนี่ยวนำในขดลวดลัดวงจรซึ่งเป็นโมเมนต์อะซิงโครนัสเชิงลบจากปฏิกิริยาของแม่เหล็กถาวรกับกระแสที่เกิดจากสนามของ แม่เหล็กถาวรในขดลวดสเตเตอร์ทำหน้าที่กับโรเตอร์