Zakaj sinhroni motorji s trajnimi magneti postanejo glavni pogonski motorji?

Zakaj sinhroni motorji s trajnimi magneti postanejo glavni pogonski motorji?

Elektromotor lahko pretvori električno energijo v mehansko energijo in prenese mehansko energijo na kolesa prek prenosnega sistema za pogon vozila.Je eden od osrednjih pogonskih sistemov vozil z novo energijo.Trenutno so pogosto uporabljeni pogonski motorji v vozilih z novo energijo predvsem sinhroni motorji s trajnimi magneti in asinhroni motorji na izmenični tok.Večina vozil na novo energijo uporablja sinhronske motorje s trajnimi magneti.Reprezentativna avtomobilska podjetja vključujejo BYD, Li Auto itd. Nekatera vozila uporabljajo asinhrone motorje na izmenični tok.Električni motorji predstavljajo avtomobilska podjetja, kot sta Tesla in Mercedes-Benz.

Asinhroni motor je v glavnem sestavljen iz stacionarnega statorja in rotirajočega rotorja.Ko je navitje statorja priključeno na napajanje z izmeničnim tokom, se bo rotor vrtel in oddajal moč.Glavno načelo je, da ko je navitje statorja pod napetostjo (izmenični tok), bo tvorilo rotirajoče elektromagnetno polje, navitje rotorja pa je zaprt prevodnik, ki neprekinjeno reže statorjeve magnetne indukcijske črte v rotirajočem magnetnem polju statorja.V skladu s Faradayevim zakonom, ko zaprt prevodnik prereže magnetno indukcijsko linijo, se ustvari tok, ki bo ustvaril elektromagnetno polje.V tem času obstajata dve elektromagnetni polji: eno je elektromagnetno polje statorja, povezano z zunanjim izmeničnim tokom, drugo pa nastane z rezanjem elektromagnetne indukcijske linije statorja.Elektromagnetno polje rotorja.Po Lenzovem zakonu se bo inducirani tok vedno upiral vzroku induciranega toka, to je poskušal preprečiti, da bi vodniki na rotorju prerezali magnetne indukcijske črte rotirajočega magnetnega polja statorja.Rezultat je: vodniki na rotorju bodo »dohiteli« statorjevo. Vrtljivo elektromagnetno polje pomeni, da rotor lovi vrtljivo magnetno polje statorja, na koncu pa se motor začne vrteti.Med procesom hitrost vrtenja rotorja (n2) in hitrost vrtenja statorja (n1) nista usklajeni (razlika v hitrosti je približno 2-6%).Zato se imenuje asinhroni AC motor.Nasprotno, če je hitrost vrtenja enaka, se imenuje sinhroni motor.

Sinhroni motor s trajnim magnetom je tudi vrsta AC motorja.Njegov rotor je iz jekla s trajnimi magneti.Ko motor deluje, je stator pod napetostjo, da ustvari vrtljivo magnetno polje, ki potisne rotor k vrtenju."Sinhronizacija" pomeni, da je vrtenje rotorja med delovanjem v ustaljenem stanju sinhronizirano s hitrostjo vrtenja magnetnega polja.Sinhroni motorji s trajnimi magneti imajo večje razmerje med močjo in težo, so manjši, lažji po teži, imajo večji izhodni navor in imajo odlično mejno hitrost in zavorno zmogljivost.Zato so sinhroni motorji s trajnimi magneti danes postali najbolj razširjeno električno vozilo.elektromotorja.Ko pa je material trajnega magneta izpostavljen vibracijam, visoki temperaturi in preobremenitvenemu toku, se lahko njegova magnetna prepustnost zmanjša ali pride do razmagnetenja, kar lahko zmanjša učinkovitost motorja s trajnim magnetom.Poleg tega sinhroni motorji s trajnimi magneti redkih zemelj uporabljajo redke zemeljske materiale, proizvodni stroški pa niso stabilni.

V primerjavi s sinhronimi motorji s trajnimi magneti morajo asinhroni motorji med delovanjem absorbirati električno energijo za vzbujanje, kar bo porabilo električno energijo in zmanjšalo učinkovitost motorja.Motorji s trajnimi magneti so dražji zaradi dodajanja trajnih magnetov.

Modeli, ki izberejo asinhrone motorje na izmenični tok, dajejo prednost zmogljivosti in izkoriščajo prednosti zmogljivosti in učinkovitosti asinhronih motorjev na izmenični tok pri visokih vrtljajih.Reprezentativni model je zgodnji model S. Glavne značilnosti: Ko avtomobil vozi pri visoki hitrosti, lahko vzdržuje visoko hitrost delovanja in učinkovito rabo električne energije, zmanjša porabo energije in hkrati ohrani največjo izhodno moč;

Modeli, ki izberejo sinhrone motorje s trajnimi magneti, ponavadi dajejo prednost porabi energije in izkoriščajo zmogljivost in učinkovito delovanje sinhronih motorjev s trajnimi magneti pri nizkih vrtljajih, zaradi česar so primerni za majhne in srednje velike avtomobile.Njegove značilnosti so majhna velikost, majhna teža in podaljšana življenjska doba baterije.Hkrati ima dobro zmogljivost regulacije hitrosti in lahko ohranja visoko učinkovitost pri ponavljajočih se zagonih, ustavljanjih, pospeševanjih in zaviranjih.

Prevladujejo sinhroni motorji s trajnimi magneti.Po statističnih podatkih iz »mesečne baze podatkov o verigi industrije novih energetskih vozil«, ki jo je objavil Inštitut za napredne industrijske raziskave (GGII), je bila domača nameščena zmogljivost pogonskih motorjev za nova energetska vozila od januarja do avgusta 2022 približno 3,478 milijona enot na eno leto. -letno povečanje za 101 %.Med njimi je bila nameščena zmogljivost sinhronskih motorjev s trajnimi magneti 3,329 milijona enot, kar je medletno povečanje za 106 %;inštalirana zmogljivost asinhronskih motorjev na izmenični tok je znašala 1,295 milijona enot, kar je 22 % več kot v enakem obdobju lani.

Sinhroni motorji s trajnimi magneti so postali glavni pogonski motorji na trgu čisto električnih osebnih avtomobilov.

Sodeč po izbiri motorjev za običajne modele doma in v tujini, nova energetska vozila, ki so jih lansirali domači SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors itd., uporabljajo vsa sinhronske motorje s trajnimi magneti.Sinhroni motorji s trajnim magnetom se večinoma uporabljajo na Kitajskem.Prvič, ker imajo sinhroni motorji s trajnimi magneti dobre zmogljivosti pri nizkih vrtljajih in visoko učinkovitost pretvorbe, kar je zelo primerno za zapletene delovne pogoje s pogostimi zagoni in zaustavitvami v mestnem prometu.Drugič, zaradi trajnih magnetov iz neodima železa in bora v sinhronskih motorjih s trajnim magnetom.Materiali zahtevajo uporabo virov redkih zemelj in moja država ima 70 % svetovnih virov redkih zemelj, skupna proizvodnja magnetnih materialov NdFeB pa dosega 80 % svetovne proizvodnje, zato je Kitajska bolj navdušena nad uporabo sinhronskih motorjev s trajnimi magneti.

Tuja Tesla in BMW uporabljata sinhrone motorje s trajnimi magneti in asinhrone motorje na izmenični tok za skupen razvoj.Z vidika uporabne strukture je sinhroni motor s trajnimi magneti glavna izbira za vozila z novo energijo.

Stroški materialov s trajnimi magneti predstavljajo približno 30 % stroškov sinhronskih motorjev s trajnimi magneti.Surovine za proizvodnjo sinhronih motorjev s trajnimi magneti vključujejo predvsem neodim železo bor, silicijeve jeklene pločevine, baker in aluminij.Med njimi se trajni magnetni material neodim železo bor uporablja predvsem za izdelavo trajnih magnetov rotorja, stroškovna sestava pa je približno 30%;Silicijeve jeklene pločevine se večinoma uporabljajo za izdelavo po meri Stroškovna sestava jedra rotorja je približno 20%;stroškovna sestava navitja statorja je približno 15%;stroškovna sestava gredi motorja je približno 5%;in stroškovna sestava lupine motorja je približno 15%.

Zakaj soVijačni zračni kompresor z motorji s trajnimi magneti OSGbolj učinkovit?

Sinhroni motor s trajnim magnetom je v glavnem sestavljen iz komponent statorja, rotorja in lupine.Tako kot običajni AC motorji ima statorsko jedro laminirano strukturo za zmanjšanje izgube železa zaradi vrtinčnih tokov in histereznih učinkov med delovanjem motorja;tudi navitja so običajno trifazne simetrične strukture, vendar je izbira parametrov precej drugačna.Rotorski del ima različne oblike, vključno z rotorjem s trajnim magnetom z zagonsko veverico in vgrajenim ali površinsko nameščenim rotorjem s čistim trajnim magnetom.Jedro rotorja je lahko izdelano v trdno strukturo ali laminirano.Rotor je opremljen s trajnim magnetom, ki se običajno imenuje magnet.

Pri normalnem delovanju motorja s trajnimi magneti sta magnetna polja rotorja in statorja v sinhronem stanju.V delu rotorja ni induciranega toka in ni izgube bakra v rotorju, histereze ali izgube zaradi vrtinčnih tokov.Ni treba upoštevati problema izgube rotorja in segrevanja.Na splošno se motor s trajnimi magneti napaja s posebnim frekvenčnim pretvornikom in ima seveda funkcijo mehkega zagona.Poleg tega je motor s trajnimi magneti sinhroni motor, ki ima značilnost prilagajanja faktorja moči z intenzivnostjo vzbujanja, tako da je faktor moči mogoče oblikovati na določeno vrednost.

Z začetnega vidika je zaradi dejstva, da se motor s trajnimi magneti zažene z napajalnikom s spremenljivo frekvenco ali podpornim pretvornikom, postopek zagona motorja s trajnimi magneti zelo enostaven;je podoben zagonu motorja s spremenljivo frekvenco in se izogne ​​napakam pri zagonu navadnih asinhronskih motorjev s kletko.

Skratka, učinkovitost in faktor moči motorjev s trajnimi magneti lahko dosežeta zelo visoko, struktura je zelo preprosta, trg pa je bil v zadnjih desetih letih zelo vroč.

Vendar pa je izguba okvare vzbujanja neizogiben problem pri motorjih s trajnimi magneti.Ko je tok prevelik ali temperatura previsoka, se bo temperatura navitij motorja v trenutku dvignila, tok se bo močno povečal in trajni magneti bodo hitro izgubili vzbujanje.Pri krmiljenju motorja s trajnim magnetom je nastavljena prenapetostna zaščitna naprava, da se izognemo težavi z opeklinami navitja statorja motorja, vendar sta posledična izguba vzbujanja in zaustavitev opreme neizogibni.