Zašto sinhroni motori s permanentnim magnetima postaju glavni pogonski motori?

Zašto sinhroni motori s permanentnim magnetima postaju glavni pogonski motori?

Električni motor može pretvoriti električnu energiju u mehaničku energiju i prenositi mehaničku energiju na kotače kroz sistem prijenosa za pogon vozila.To je jedan od osnovnih pogonskih sistema novih energetskih vozila.Trenutno, uobičajeni pogonski motori u vozilima nove energije su uglavnom sinhroni motori s permanentnim magnetima i asinhroni motori na izmjeničnu struju.Većina novih energetskih vozila koristi sinhrone motore s permanentnim magnetima.Predstavničke automobilske kompanije uključuju BYD, Li Auto, itd. Neka vozila koriste AC asinhrone motore.Elektromotori predstavljaju automobilske kompanije kao što su Tesla i Mercedes-Benz.

Asinhroni motor se uglavnom sastoji od stacionarnog statora i rotacionog rotora.Kada je namotaj statora spojen na napajanje izmjeničnom strujom, rotor će se okretati i ispuštati snagu.Glavni princip je da kada je namotaj statora pod naponom (naizmjenična struja), on će formirati rotirajuće elektromagnetno polje, a namotaj rotora je zatvoreni provodnik koji kontinuirano siječe vodove magnetske indukcije statora u rotirajućem magnetskom polju statora.Prema Faradejevom zakonu, kada zatvoreni provodnik preseče liniju magnetne indukcije, stvoriće se struja, a struja će generisati elektromagnetno polje.U ovom trenutku postoje dva elektromagnetna polja: jedno je elektromagnetno polje statora povezano na vanjsku naizmjeničnu struju, a drugo nastaje rezanjem elektromagnetne indukcijske linije statora.Elektromagnetno polje rotora.Prema Lenzovom zakonu, indukovana struja će se uvijek oduprijeti uzroku inducirane struje, odnosno pokušati spriječiti provodnike na rotoru da preseku vodove magnetske indukcije rotirajućeg magnetnog polja statora.Rezultat je: provodnici na rotoru će "sustići" stator. Rotirajuće elektromagnetno polje znači da rotor juri rotirajuće magnetsko polje statora, i konačno motor počinje da se okreće.Tokom procesa, brzina rotacije rotora (n2) i brzina rotacije statora (n1) su neusklađene (razlika u brzini je oko 2-6%).Zbog toga se naziva asinhroni AC motor.Naprotiv, ako je brzina rotacije ista, naziva se sinhroni motor.

Sinhroni motor s permanentnim magnetom je također vrsta AC motora.Njegov rotor je napravljen od čelika sa trajnim magnetima.Kada motor radi, stator je pod naponom da generiše rotirajuće magnetsko polje koje potiskuje rotor da se okreće."Sinhronizacija" znači da je rotacija rotora tokom stabilnog rada brzina sinhronizovana sa brzinom rotacije magnetnog polja.Sinhroni motori s trajnim magnetom imaju veći omjer snage i težine, manje su veličine, lakši su po težini, imaju veći izlazni moment i imaju odličnu graničnu brzinu i performanse kočenja.Stoga su sinhroni motori s permanentnim magnetima postali najraširenije električno vozilo danas.elektromotora.Međutim, kada je materijal trajnog magneta podvrgnut vibracijama, visokoj temperaturi i struji preopterećenja, njegova magnetna permeabilnost se može smanjiti ili može doći do demagnetizacije, što može smanjiti performanse motora s permanentnim magnetom.Osim toga, sinhroni motori s trajnim magnetima rijetkih zemalja koriste rijetko zemljane materijale, a cijena proizvodnje nije stabilna.

U poređenju sa sinhronim motorima sa trajnim magnetima, asinhroni motori treba da apsorbuju električnu energiju za pobudu prilikom rada, što će trošiti električnu energiju i smanjiti efikasnost motora.Motori s trajnim magnetima su skuplji zbog dodavanja trajnih magneta.

Modeli koji biraju asinkrone motore na izmjeničnu struju imaju tendenciju da daju prioritet performansama i iskoriste prednosti performansi i efikasnosti asinhronih motora na izmjeničnu struju pri velikim brzinama.Reprezentativni model je rani Model S. Glavne karakteristike: Kada se automobil vozi velikom brzinom, može održavati rad velike brzine i efikasno korištenje električne energije, smanjujući potrošnju energije uz održavanje maksimalne izlazne snage;

Modeli koji biraju sinhrone motore s trajnim magnetima imaju tendenciju da daju prioritet potrošnji energije i koriste izlazne performanse i efikasan rad sinhronih motora s trajnim magnetima pri malim brzinama, što ih čini pogodnim za male i srednje automobile.Njegove karakteristike su mala veličina, mala težina i produženi vijek trajanja baterije.Istovremeno, ima dobre performanse regulacije brzine i može održati visoku efikasnost kada je suočen sa ponovljenim startovima, zaustavljanjima, ubrzanjima i usporavanjima.

Dominiraju sinhroni motori s trajnim magnetom.Prema statističkim podacima iz "Mjesečne baze podataka o lancu industrije novih energetskih vozila" koju je objavio Institut za napredna industrijska istraživanja (GGII), domaći instalirani kapacitet pogonskih motora novih energetskih vozila od januara do avgusta 2022. bio je približno 3,478 miliona jedinica, na godišnjem nivou -godišnji porast od 101%.Među njima, instalirani kapacitet sinhronih motora s permanentnim magnetima iznosio je 3,329 miliona jedinica, što je povećanje od 106% u odnosu na prethodnu godinu;instalirani kapacitet asinhronih motora na izmjeničnu struju iznosio je 1,295 miliona jedinica, što je povećanje od 22% u odnosu na prethodnu godinu.

Sinhroni motori s trajnim magnetom postali su glavni pogonski motori na tržištu čisto električnih putničkih automobila.

Sudeći po izboru motora za mainstream modele u zemlji i inostranstvu, nova energetska vozila koja su lansirali domaći SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors itd. koriste sinhrone motore s permanentnim magnetima.Sinhroni motori s trajnim magnetom se uglavnom koriste u Kini.Prvo, zato što sinhroni motori s permanentnim magnetom imaju dobre performanse pri malim brzinama i visoku efikasnost konverzije, koji su vrlo pogodni za složene radne uslove sa čestim startovanjem i zaustavljanjem u gradskom saobraćaju.Drugo, zbog neodimijum gvožđa i bora trajnih magneta u sinkronim motorima sa trajnim magnetima.Materijali zahtijevaju korištenje resursa rijetkih zemalja, a moja zemlja ima 70% svjetskih resursa rijetkih zemalja, a ukupna proizvodnja NdFeB magnetnih materijala dostiže 80% svjetske, tako da je Kina više željna korištenja sinhronih motora s permanentnim magnetima.

Strani Tesla i BMW koriste sinhrone motore s permanentnim magnetima i asinhrone motore na izmjeničnu struju za zajednički razvoj.Iz perspektive strukture primjene, sinhroni motor s permanentnim magnetom je glavni izbor za vozila nove energije.

Troškovi materijala s trajnim magnetima čine oko 30% cijene sinhronih motora s trajnim magnetima.Sirovine za proizvodnju sinhronih motora s permanentnim magnetima uglavnom uključuju neodimijum gvožđe, bor, silikonski čelični lim, bakar i aluminij.Među njima, materijal trajnog magneta neodimij željezo bor uglavnom se koristi za izradu trajnih magneta rotora, a sastav troškova je oko 30%;Silikonski čelični limovi se uglavnom koriste za izradu prilagođenih. Troškovni sastav jezgra rotora je oko 20%;sastav troškova namotaja statora je oko 15%;troškovni sastav osovine motora je oko 5%;a troškovni sastav kućišta motora je oko 15%.

Zašto suOSG motori sa trajnim magnetima vijčani zračni kompresorefikasnije?

Sinhroni motor s permanentnim magnetom uglavnom se sastoji od statora, rotora i komponenti kućišta.Kao i obični AC motori, jezgro statora ima laminiranu strukturu kako bi se smanjio gubitak željeza zbog vrtložnih struja i efekata histereze kada motor radi;namotaji su također obično trofazne simetrične strukture, ali izbor parametara je sasvim drugačiji.Dio rotora ima različite oblike, uključujući rotor s permanentnim magnetom sa početnim kavezom i ugrađeni ili površinski montiran rotor čistog trajnog magneta.Jezgro rotora može biti napravljeno u čvrstu strukturu ili laminirano.Rotor je opremljen trajnim magnetnim materijalom, koji se obično naziva magnet.

Pri normalnom radu motora s permanentnim magnetom, magnetna polja rotora i statora su u sinhronom stanju.U dijelu rotora nema inducirane struje i nema gubitka bakra rotora, histereze ili gubitka vrtložne struje.Nema potrebe razmatrati problem gubitka rotora i zagrijavanja.Generalno, motor sa trajnim magnetom napaja se posebnim frekventnim pretvaračem i prirodno ima funkciju mekog pokretanja.Osim toga, motor sa trajnim magnetom je sinhroni motor, koji ima karakteristiku prilagođavanja faktora snage kroz intenzitet pobude, pa se faktor snage može projektovati na određenu vrijednost.

Sa početne tačke gledišta, zbog činjenice da se motor sa trajnim magnetom pokreće napajanjem promenljive frekvencije ili pratećim inverterom, proces pokretanja motora sa trajnim magnetom je veoma lak;sličan je pokretanju motora s promjenjivom frekvencijom i izbjegava defekte pokretanja običnih kaveznih asinhronih motora.

Ukratko, efikasnost i faktor snage motora s trajnim magnetima mogu dostići vrlo visoke, struktura je vrlo jednostavna, a tržište je bilo vrlo vruće u posljednjih deset godina.

Međutim, gubitak pobude je neizbježan problem kod motora s trajnim magnetima.Kada je struja prevelika ili je temperatura previsoka, temperatura namotaja motora će trenutno porasti, struja će se naglo povećati, a trajni magneti će brzo izgubiti pobudu.U kontroli motora s trajnim magnetom, uređaj za zaštitu od prekomjerne struje je postavljen kako bi se izbjegao problem spaljivanja namotaja statora motora, ali rezultirajući gubitak pobude i gašenje opreme su neizbježni.