Prečo sa synchrónne motory s permanentnými magnetmi stávajú hlavnými hnacími motormi?

Prečo sa synchrónne motory s permanentnými magnetmi stávajú hlavnými hnacími motormi?

Elektromotor môže premieňať elektrickú energiu na mechanickú energiu a prenášať mechanickú energiu na kolesá cez prevodový systém na pohon vozidla.Je to jeden zo základných pohonných systémov nových energetických vozidiel.V súčasnosti sú bežne používané hnacie motory v nových energetických vozidlách hlavne synchrónne motory s permanentnými magnetmi a striedavé asynchrónne motory.Väčšina nových energetických vozidiel používa synchrónne motory s permanentnými magnetmi.Reprezentatívne automobilky zahŕňajú BYD, Li Auto atď. Niektoré vozidlá používajú striedavé asynchrónne motory.Elektromotory zastupujú automobilky ako Tesla a Mercedes-Benz.

Asynchrónny motor sa skladá hlavne zo stacionárneho statora a rotujúceho rotora.Keď je vinutie statora pripojené k zdroju striedavého prúdu, rotor sa bude otáčať a vydávať energiu.Hlavným princípom je, že keď je vinutie statora pod napätím (striedavý prúd), vytvorí rotujúce elektromagnetické pole a vinutie rotora je uzavretý vodič, ktorý nepretržite pretína magnetické indukčné čiary statora v rotujúcom magnetickom poli statora.Podľa Faradayovho zákona, keď uzavretý vodič preruší magnetickú indukčnú čiaru, vytvorí sa prúd a prúd vytvorí elektromagnetické pole.V tomto čase existujú dve elektromagnetické polia: jedno je elektromagnetické pole statora spojené s vonkajším striedavým prúdom a druhé je generované prerezaním elektromagnetickej indukčnej čiary statora.Elektromagnetické pole rotora.Podľa Lenzovho zákona bude indukovaný prúd vždy odolávať príčine indukovaného prúdu, to znamená, že sa snažte zabrániť tomu, aby vodiče na rotore pretínali magnetické indukčné čiary rotujúceho magnetického poľa statora.Výsledok je: vodiče na rotore „dobehnú“ stator. Rotujúce elektromagnetické pole znamená, že rotor ženie rotujúce magnetické pole statora a nakoniec sa motor začne otáčať.Počas procesu nie sú rýchlosť otáčania rotora (n2) a rýchlosť otáčania statora (n1) synchronizované (rozdiel otáčok je asi 2-6%).Preto sa nazýva asynchrónny striedavý motor.Naopak, ak je rýchlosť otáčania rovnaká, nazýva sa to synchrónny motor.

Synchrónny motor s permanentným magnetom je tiež typ striedavého motora.Jeho rotor je vyrobený z ocele s permanentnými magnetmi.Keď motor pracuje, stator je napájaný, aby generoval rotujúce magnetické pole, ktoré tlačí rotor, aby sa otáčal."Synchronizácia" znamená, že rotácia rotora počas prevádzky v ustálenom stave Rýchlosť je synchronizovaná s rýchlosťou rotácie magnetického poľa.Synchrónne motory s permanentnými magnetmi majú vyšší pomer výkonu a hmotnosti, sú menšie, majú nižšiu hmotnosť, majú väčší výstupný krútiaci moment a majú vynikajúce limitné otáčky a brzdný výkon.Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sa preto stali dnes najpoužívanejším elektrickým vozidlom.elektromotora.Keď je však materiál permanentného magnetu vystavený vibráciám, vysokej teplote a preťaženému prúdu, jeho magnetická permeabilita sa môže znížiť alebo môže dôjsť k demagnetizácii, čo môže znížiť výkon motora s permanentným magnetom.Synchrónne motory vzácnych zemín s permanentným magnetom navyše používajú materiály vzácnych zemín a výrobné náklady nie sú stabilné.

V porovnaní so synchrónnymi motormi s permanentnými magnetmi potrebujú asynchrónne motory pri práci absorbovať elektrickú energiu na budenie, čo spotrebuje elektrickú energiu a zníži účinnosť motora.Motory s permanentnými magnetmi sú drahšie kvôli pridaniu permanentných magnetov.

Modely, ktoré si vyberajú striedavé asynchrónne motory majú tendenciu uprednostňovať výkon a využívať výhody výkonu a účinnosti striedavých asynchrónnych motorov pri vysokých rýchlostiach.Reprezentatívnym modelom je skorý Model S. Hlavné vlastnosti: Keď auto jazdí vysokou rýchlosťou, dokáže si udržať vysokú rýchlosť a efektívne využívať elektrickú energiu, čím sa znižuje spotreba energie pri zachovaní maximálneho výkonu;

Modely, ktoré si vyberajú synchrónne motory s permanentným magnetom majú tendenciu uprednostňovať spotrebu energie a využívať výkon a efektívnu prevádzku synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi pri nízkych rýchlostiach, vďaka čomu sú vhodné pre malé a stredne veľké autá.Jeho vlastnosti sú malé rozmery, nízka hmotnosť a predĺžená výdrž batérie.Zároveň má dobrý výkon pri regulácii rýchlosti a dokáže si udržať vysokú účinnosť pri opakovaných štartoch, zastaveniach, zrýchľovaní a spomaľovaní.

Dominujú synchrónne motory s permanentnými magnetmi.Podľa štatistík „New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database“, ktorú vydal Advanced Industry Research Institute (GGII), bola domáca inštalovaná kapacita nových hnacích motorov energetických vozidiel od januára do augusta 2022 približne 3,478 milióna jednotiek, medziročne. -ročný nárast o 101%.Z nich inštalovaná kapacita synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi bola 3,329 milióna jednotiek, čo predstavuje medziročný nárast o 106 %;inštalovaný výkon striedavých asynchrónnych motorov bol 1,295 milióna kusov, čo predstavuje medziročný nárast o 22 %.

Synchrónne motory s permanentnými magnetmi sa stali hlavnými hnacími motormi na trhu čisto elektrických osobných automobilov.

Súdiac podľa výberu motorov pre bežné modely doma aj v zahraničí, nové energetické vozidlá uvádzané na trh domácimi SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors atď. všetky používajú synchrónne motory s permanentnými magnetmi.Synchrónne motory s permanentným magnetom sa používajú hlavne v Číne.Po prvé, pretože synchrónne motory s permanentnými magnetmi majú dobrý výkon pri nízkych otáčkach a vysokú účinnosť konverzie, ktoré sú veľmi vhodné pre zložité pracovné podmienky s častým rozbiehaním a zastavovaním v mestskej premávke.Po druhé, kvôli permanentným magnetom neodýmu a železa bóru v synchrónnych motoroch s permanentnými magnetmi.Materiály vyžadujú použitie zdrojov vzácnych zemín a moja krajina má 70 % svetových zdrojov vzácnych zemín a celková produkcia magnetických materiálov NdFeB dosahuje 80 % sveta, takže Čína má väčší záujem o používanie synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi.

Zahraničné Tesla a BMW používajú na spoločný vývoj synchrónne motory s permanentnými magnetmi a striedavé asynchrónne motory.Z hľadiska aplikačnej štruktúry je synchrónny motor s permanentnými magnetmi hlavnou voľbou pre nové energetické vozidlá.

Náklady na materiály s permanentnými magnetmi predstavujú asi 30 % nákladov na synchrónne motory s permanentnými magnetmi.Suroviny na výrobu synchrónnych motorov s permanentnými magnetmi zahŕňajú najmä neodýmový železobór, plechy z kremíkovej ocele, meď a hliník.Medzi nimi sa na výrobu permanentných magnetov rotora používa hlavne materiál s permanentnými magnetmi neodým a železobór a zloženie nákladov je asi 30%;plechy z kremíkovej ocele sa používajú hlavne na prispôsobenie Zloženie nákladov na jadro rotora je asi 20%;zloženie nákladov na vinutie statora je asi 15%;zloženie nákladov na hriadeľ motora je asi 5%;a nákladové zloženie plášťa motora je asi 15 %.

Prečo súSkrutkový vzduchový kompresor s motormi s permanentným magnetom OSGviac efektívny?

Synchrónny motor s permanentným magnetom sa skladá hlavne zo statorových, rotorových a plášťových komponentov.Rovnako ako bežné striedavé motory, jadro statora má laminovanú štruktúru na zníženie strát železa v dôsledku vírivých prúdov a efektov hysterézy, keď motor beží;vinutia sú tiež zvyčajne trojfázové symetrické štruktúry, ale výber parametrov je úplne odlišný.Rotorová časť má rôzne tvary, vrátane rotora s permanentným magnetom so štartovacou klietkou nakrátko a zabudovaného alebo na povrchu namontovaného rotora s čistým permanentným magnetom.Jadro rotora môže byť vyrobené do pevnej konštrukcie alebo laminované.Rotor je vybavený materiálom s permanentným magnetom, ktorý sa bežne nazýva magnet.

Pri normálnej prevádzke motora s permanentným magnetom sú magnetické polia rotora a statora v synchrónnom stave.V časti rotora nie je žiadny indukovaný prúd a nedochádza k strate medi rotora, hysterézii alebo strate vírivým prúdom.Nie je potrebné brať do úvahy problém straty rotora a zahrievania.Motor s permanentným magnetom je vo všeobecnosti poháňaný špeciálnym frekvenčným meničom a má samozrejme funkciu mäkkého štartu.Motor s permanentným magnetom je navyše synchrónny motor, ktorý má charakteristiku nastavovania účinníka prostredníctvom intenzity budenia, takže účinník je možné navrhnúť na zadanú hodnotu.

Z počiatočného hľadiska, vzhľadom na skutočnosť, že motor s permanentným magnetom je spúšťaný napájacím zdrojom s premenlivou frekvenciou alebo podporným meničom, je proces spúšťania motora s permanentným magnetom veľmi jednoduchý;je podobný štartovaniu motora s premenlivou frekvenciou a zabraňuje poruchám štartovania bežných asynchrónnych motorov s klietkou.

Stručne povedané, účinnosť a účinník motorov s permanentnými magnetmi môžu dosiahnuť veľmi vysoké hodnoty, štruktúra je veľmi jednoduchá a trh bol za posledných desať rokov veľmi horúci.

Pri motoroch s permanentnými magnetmi je však strata pri poruche budenia nevyhnutným problémom.Keď je prúd príliš veľký alebo teplota príliš vysoká, teplota vinutia motora sa okamžite zvýši, prúd sa prudko zvýši a permanentné magnety rýchlo stratia budenie.Pri riadení motora s permanentným magnetom je nastavené nadprúdové ochranné zariadenie, aby sa predišlo problémom so spálením vinutia statora motora, ale výsledná strata budenia a vypnutie zariadenia sú nevyhnutné.