Kāpēc pastāvīgā magnēta sinhronie motori kļūst par galvenajiem piedziņas motoriem?

Kāpēc pastāvīgā magnēta sinhronie motori kļūst par galvenajiem piedziņas motoriem?

Elektromotors var pārveidot elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā un caur transmisijas sistēmu pārnest mehānisko enerģiju uz riteņiem, lai vadītu transportlīdzekli. Tā ir viena no jauno enerģijas transportlīdzekļu galvenajām piedziņas sistēmām. Pašlaik jauno enerģijas transportlīdzekļos visbiežāk izmantotie piedziņas motori galvenokārt ir pastāvīgā magnēta sinhronie motori un maiņstrāvas asinhronie motori. Lielākā daļa jauno enerģijas transportlīdzekļu izmanto pastāvīgā magnēta sinhronos motorus. Starp reprezentatīvajiem automašīnu ražotājiem ir BYD, Li Auto utt. Daži transportlīdzekļi izmanto maiņstrāvas asinhronos motorus. Elektromotorus pārstāv tādi automašīnu ražotāji kā Tesla un Mercedes-Benz.

Asinhronais motors galvenokārt sastāv no nekustīga statora un rotējoša rotora. Kad statora tinums ir pievienots maiņstrāvas barošanas avotam, rotors griežas un izvada jaudu. Galvenais princips ir tāds, ka, kad statora tinums tiek aktivizēts (maiņstrāva), tas veido rotējošu elektromagnētisko lauku, un rotora tinums ir slēgts vadītājs, kas nepārtraukti pārgriež statora magnētiskās indukcijas līnijas statora rotējošajā magnētiskajā laukā. Saskaņā ar Faradeja likumu, kad slēgts vadītājs pārgriež magnētiskās indukcijas līniju, rodas strāva, un strāva ģenerē elektromagnētisko lauku. Šajā laikā pastāv divi elektromagnētiskie lauki: viens ir statora elektromagnētiskais lauks, kas savienots ar ārējo maiņstrāvu, un otrs rodas, pārgriežot statora elektromagnētiskās indukcijas līniju. Rotora elektromagnētiskais lauks. Saskaņā ar Lenca likumu inducētā strāva vienmēr pretosies inducētās strāvas cēlonim, tas ir, mēģiniet novērst rotora vadītāju nogriešanu statora rotējošā magnētiskā lauka magnētiskās indukcijas līnijām. Rezultātā rotora vadītāji "panāk" statora vadus. Rotējošais elektromagnētiskais lauks nozīmē, ka rotors dzenas pakaļ statora rotējošajam magnētiskajam laukam, un visbeidzot motors sāk griezties. Šajā procesā rotora griešanās ātrums (n2) un statora griešanās ātrums (n1) nav sinhronizēti (ātruma starpība ir aptuveni 2–6%). Tāpēc to sauc par asinhrono maiņstrāvas motoru. Turpretī, ja griešanās ātrums ir vienāds, to sauc par sinhrono motoru.

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors arī ir maiņstrāvas motora veids. Tā rotors ir izgatavots no tērauda ar pastāvīgajiem magnētiem. Kad motors darbojas, stators tiek barots, lai radītu rotējošu magnētisko lauku, kas spiež rotoru griezties. "Sinhronizācija" nozīmē, ka rotora griešanās ātrums pastāvīgā darbības režīmā ir sinhronizēts ar magnētiskā lauka griešanās ātrumu. Pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem ir augstāka jaudas un svara attiecība, tie ir mazāki, vieglāki, tiem ir lielāks izejas griezes moments, un tiem ir lieliska ierobežojuma ātrums un bremzēšanas veiktspēja. Tāpēc pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir kļuvuši par mūsdienās visplašāk izmantoto elektrisko motoru. Tomēr, ja pastāvīgā magnēta materiāls tiek pakļauts vibrācijai, augstai temperatūrai un pārslodzes strāvai, tā magnētiskā caurlaidība var samazināties vai var notikt demagnetizācija, kas var samazināt pastāvīgā magnēta motora veiktspēju. Turklāt retzemju pastāvīgā magnēta sinhronajos motoros tiek izmantoti retzemju materiāli, un ražošanas izmaksas nav stabilas.

Salīdzinot ar pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem, asinhronajiem motoriem darbības laikā ir jāuzsūc elektriskā enerģija ierosmei, kas patērēs elektrisko enerģiju un samazinās motora efektivitāti. Pastāvīgā magnēta motori ir dārgāki, jo tajos ir iekļauti pastāvīgie magnēti.

Modeļi, kas izvēlas maiņstrāvas asinhronos motorus, parasti dod priekšroku veiktspējai un izmanto maiņstrāvas asinhrono motoru veiktspējas un efektivitātes priekšrocības lielā ātrumā. Reprezentatīvais modelis ir agrīnais Model S. Galvenās iezīmes: braucot lielā ātrumā, tā var uzturēt ātrgaitas darbību un efektīvu elektroenerģijas izmantošanu, samazinot enerģijas patēriņu, vienlaikus saglabājot maksimālo jaudu;

Modeļi, kas izvēlas pastāvīgā magnēta sinhronos motorus, parasti prioritāri izmanto enerģijas patēriņu un izmanto pastāvīgā magnēta sinhrono motoru veiktspēju un efektīvu darbību pie zemiem ātrumiem, padarot tos piemērotus maziem un vidēja izmēra automobiļiem. To raksturo mazs izmērs, viegls svars un ilgs akumulatora darbības laiks. Tajā pašā laikā tiem ir laba ātruma regulēšanas veiktspēja un tie var saglabāt augstu efektivitāti, saskaroties ar atkārtotu iedarbināšanu, apstāšanos, paātrinājumu un palēninājumu.

Dominē pastāvīgā magnēta sinhronie motori. Saskaņā ar Progresīvās rūpniecības pētniecības institūta (GGII) publicētās "Jaunās enerģijas transportlīdzekļu nozares ķēdes ikmēneša datubāzes" statistiku, jauno enerģijas transportlīdzekļu piedziņas motoru uzstādītā jauda iekšzemē no 2022. gada janvāra līdz augustam bija aptuveni 3,478 miljoni vienību, kas ir par 101% vairāk nekā iepriekšējā gada atbilstošajā periodā. Starp tiem pastāvīgā magnēta sinhrono motoru uzstādītā jauda bija 3,329 miljoni vienību, kas ir par 106% vairāk nekā iepriekšējā gada atbilstošajā periodā; maiņstrāvas asinhrono motoru uzstādītā jauda bija 1,295 miljoni vienību, kas ir par 22% vairāk nekā iepriekšējā gada atbilstošajā periodā.

Pastāvīgā magnēta sinhronie motori ir kļuvuši par galvenajiem piedziņas motoriem tīri elektrisko vieglo automašīnu tirgū.

Spriežot pēc motoru izvēles galvenajiem modeļiem gan mājās, gan ārzemēs, jauni enerģijas transportlīdzekļi, ko laida klajā vietējie SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors u.c., visi izmanto pastāvīgā magnēta sinhronos motorus. Pastāvīgā magnēta sinhronos motorus galvenokārt izmanto Ķīnā. Pirmkārt, pastāvīgā magnēta sinhronajiem motoriem ir laba veiktspēja pie zema ātruma un augsta konversijas efektivitāte, kas ir ļoti piemērota sarežģītiem darba apstākļiem ar biežu iedarbināšanu un apstāšanos pilsētas satiksmē. Otrkārt, pastāvīgā magnēta sinhronajos motoros esošo neodīma dzelzs bora pastāvīgo magnētu dēļ. Materiālu izgatavošanai nepieciešami retzemju resursu izmantošana, un manā valstī atrodas 70% no pasaules retzemju resursiem, un kopējā NdFeB magnētisko materiālu ražošana sasniedz 80% no pasaules, tāpēc Ķīna vairāk vēlas izmantot pastāvīgā magnēta sinhronos motorus.

Ārvalstu Tesla un BMW sadarbības izstrādei izmanto pastāvīgā magnēta sinhronos motorus un maiņstrāvas asinhronos motorus. No pielietojuma struktūras viedokļa pastāvīgā magnēta sinhronais motors ir galvenā izvēle jauniem enerģijas transportlīdzekļiem.

Pastāvīgo magnētu materiālu izmaksas veido aptuveni 30% no pastāvīgo magnētu sinhrono motoru izmaksām. Pastāvīgo magnētu sinhrono motoru ražošanas izejvielas galvenokārt ietver neodīma dzelzs boru, silīcija tērauda loksnes, varu un alumīniju. Starp tiem pastāvīgā magnēta materiāls neodīma dzelzs bors galvenokārt tiek izmantots rotora pastāvīgo magnētu ražošanai, un tā izmaksu sastāvs ir aptuveni 30%; silīcija tērauda loksnes galvenokārt tiek izmantotas pielāgotu izstrādājumu izgatavošanai. Rotora serdes izmaksu sastāvs ir aptuveni 20%; statora tinuma izmaksu sastāvs ir aptuveni 15%; motora vārpstas izmaksu sastāvs ir aptuveni 5%; un motora korpusa izmaksu sastāvs ir aptuveni 15%.

Kāpēc irOSG pastāvīgā magnēta motori skrūvju gaisa kompresoramefektīvāk?

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors galvenokārt sastāv no statora, rotora un korpusa komponentiem. Tāpat kā parastajiem maiņstrāvas motoriem, statora serdei ir laminēta struktūra, lai samazinātu dzelzs zudumus virpuļstrāvu un histerēzes efektu dēļ motora darbības laikā; tinumi parasti ir trīsfāžu simetriskas struktūras, taču parametru izvēle ir diezgan atšķirīga. Rotora daļai ir dažādas formas, tostarp pastāvīgā magnēta rotors ar palaišanas vāveres būri un iestrādāts vai uz virsmas montēts tīra pastāvīgā magnēta rotors. Rotora serde var būt izgatavota cietā struktūrā vai laminēta. Rotors ir aprīkots ar pastāvīgā magnēta materiālu, ko parasti sauc par magnētu.

Pastāvīgā magnēta motora normālas darbības laikā rotora un statora magnētiskie lauki atrodas sinhronā stāvoklī. Rotora daļā nav inducētās strāvas, un nav rotora vara zudumu, histerēzes vai virpuļstrāvas zudumu. Nav nepieciešams ņemt vērā rotora zudumu un pārkaršanas problēmu. Parasti pastāvīgā magnēta motoru darbina īpašs frekvences pārveidotājs, un tam, protams, ir mīkstas palaišanas funkcija. Turklāt pastāvīgā magnēta motors ir sinhronais motors, kam piemīt spēja regulēt jaudas koeficientu, mainot ierosmes intensitāti, tāpēc jaudas koeficientu var projektēt atbilstoši noteiktai vērtībai.

No sākuma viedokļa, tā kā pastāvīgā magnēta motoru iedarbina mainīgas frekvences barošanas avots vai atbalsta invertors, pastāvīgā magnēta motora iedarbināšanas process ir ļoti vienkāršs; tas ir līdzīgs mainīgas frekvences motora iedarbināšanai un ļauj izvairīties no parasto būra asinhrono motoru iedarbināšanas defektiem.

Īsāk sakot, pastāvīgā magnēta motoru efektivitāte un jaudas koeficients var sasniegt ļoti augstu, struktūra ir ļoti vienkārša, un tirgus pēdējo desmit gadu laikā ir bijis ļoti karsts.

Tomēr pastāvīgā magnēta motoros ierosmes zudums ir neizbēgama problēma. Ja strāva ir pārāk liela vai temperatūra ir pārāk augsta, motora tinumu temperatūra acumirklī paaugstinās, strāva strauji palielinās, un pastāvīgie magnēti ātri zaudē ierosmi. Pastāvīgā magnēta motora vadībā ir iestatīta pārslodzes aizsardzības ierīce, lai novērstu motora statora tinuma pārdegšanas problēmu, taču ierosmes zudums un iekārtas izslēgšana ir neizbēgama.