Miért válnak az állandó mágneses szinkronmotorok a fő hajtómotorokká?
Az elektromos motor képes az elektromos energiát mechanikai energiává alakítani, és a mechanikai energiát a váltórendszeren keresztül a kerekekhez továbbítani a jármű meghajtása érdekében. Ez az új energiahordozókkal működő járművek egyik alapvető hajtásrendszere. Jelenleg az új energiahordozókkal működő járművekben általában használt hajtómotorok főként állandó mágneses szinkronmotorok és váltakozó áramú aszinkronmotorok. A legtöbb új energiahordozóval működő jármű állandó mágneses szinkronmotorokat használ. A reprezentatív autógyártók közé tartozik a BYD, a Li Auto stb. Egyes járművek váltakozó áramú aszinkronmotorokat használnak. Az elektromos motorok olyan autógyártókat képviselnek, mint a Tesla és a Mercedes-Benz.
Az aszinkronmotor főként egy álló állórészből és egy forgó rotorból áll. Amikor az állórész tekercselését a váltakozó áramú tápegységhez csatlakoztatják, a rotor forogni kezd és teljesítményt ad le. A fő elv az, hogy amikor az állórész tekercselése feszültség alá kerül (váltakozó áram), forgó elektromágneses mezőt képez, és a rotor tekercselése egy zárt vezető, amely folyamatosan elvágja az állórész mágneses indukciós vonalait az állórész forgó mágneses mezőjében. Faraday törvénye szerint, amikor egy zárt vezető elvágja a mágneses indukciós vonalat, áram keletkezik, és az áram elektromágneses mezőt generál. Ekkor két elektromágneses mező van: az egyik az állórész elektromágneses mezője, amely a külső váltakozó áramhoz kapcsolódik, a másik pedig az állórész elektromágneses indukciós vonalának elvágásával keletkezik. A rotor elektromágneses mezője. Lenz törvénye szerint az indukált áram mindig ellenáll az indukált áram okának, vagyis megpróbálja megakadályozni, hogy a rotoron lévő vezetők elvágják az állórész forgó mágneses mezőjének mágneses indukciós vonalait. Az eredmény: a rotor vezetői "utolérik" az állórész vezetőit. A forgó elektromágneses mező azt jelenti, hogy a rotor kergeti az állórész forgó mágneses mezőjét, és végül a motor forogni kezd. A folyamat során a rotor forgási sebessége (n2) és az állórész forgási sebessége (n1) nincs szinkronban (a sebességkülönbség körülbelül 2-6%). Ezért aszinkron váltakozó áramú motornak nevezzük. Ezzel szemben, ha a forgási sebesség azonos, akkor szinkronmotornak nevezzük.
Az állandó mágneses szinkronmotor szintén egyfajta váltakozó áramú motor. Rotora acélból és állandó mágnesekből készül. Amikor a motor működik, az állórész gerjesztett, hogy forgó mágneses mezőt generáljon, amely forgásba hozza a rotort. A "szinkronizálás" azt jelenti, hogy állandósult üzem közben a rotor forgási sebessége szinkronizálva van a mágneses mező forgási sebességével. Az állandó mágneses szinkronmotorok nagyobb teljesítmény-tömeg aránnyal rendelkeznek, kisebb méretűek, könnyebbek, nagyobb kimeneti nyomatékkal rendelkeznek, és kiváló határsebességgel és fékezési teljesítménnyel rendelkeznek. Ezért az állandó mágneses szinkronmotorok napjainkban a legszélesebb körben használt elektromos járművekké váltak. Azonban, amikor az állandó mágneses anyag rezgésnek, magas hőmérsékletnek és túlterhelési áramnak van kitéve, mágneses permeabilitása csökkenhet, vagy demagnetizáció léphet fel, ami csökkentheti az állandó mágneses motor teljesítményét. Ezenkívül a ritkaföldfém állandó mágneses szinkronmotorok ritkaföldfém anyagokat használnak, és a gyártási költség nem stabil.
Az állandó mágneses szinkronmotorokkal összehasonlítva az aszinkronmotoroknak működés közben elektromos energiát kell elnyelniük a gerjesztéshez, ami elektromos energiát fogyaszt és csökkenti a motor hatásfokát. Az állandó mágneses motorok drágábbak az állandó mágnesek hozzáadása miatt.
Az AC aszinkronmotorokat választó modellek általában a teljesítményt helyezik előtérbe, és kihasználják az AC aszinkronmotorok teljesítmény-kimeneti és hatékonysági előnyeit nagy sebességnél. A reprezentatív modell a korai S modell. Főbb jellemzők: Amikor az autó nagy sebességgel halad, fenntartja a nagy sebességű működést és az elektromos energia hatékony felhasználását, csökkentve az energiafogyasztást, miközben megőrzi a maximális teljesítményt;
Az állandó mágneses szinkronmotorokat választó modellek általában az energiafogyasztást helyezik előtérbe, és kihasználják az állandó mágneses szinkronmotorok teljesítményét és hatékony működését alacsony fordulatszámon, így alkalmasak kis és közepes méretű autókhoz. Jellemzőik a kis méret, a könnyű súly és a hosszabb akkumulátor-üzemidő. Ugyanakkor jó sebességszabályozási teljesítménnyel rendelkeznek, és magas hatásfokot tudnak fenntartani ismételt indítások, megállások, gyorsítások és lassítások esetén is.
Az állandó mágneses szinkronmotorok dominálnak. Az Advanced Industry Research Institute (GGII) által kiadott „New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database” statisztikái szerint az új energiájú járműhajtómotorok hazai beépített kapacitása 2022 januárja és augusztusa között körülbelül 3,478 millió egység volt, ami 101%-os növekedést jelent éves szinten. Ezen belül az állandó mágneses szinkronmotorok beépített kapacitása 3,329 millió egység volt, ami 106%-os növekedést jelent éves szinten; a váltakozó áramú aszinkronmotorok beépített kapacitása 1,295 millió egység volt, ami 22%-os növekedést jelent éves szinten.
Az állandó mágneses szinkronmotorok váltak a tisztán elektromos személygépkocsik piacának fő hajtómotorjaivá.
A hazai és külföldi mainstream modellek motorválasztéka alapján ítélve a hazai SAIC Motor, a Geely Automobile, a Guangzhou Automobile, a BAIC Motor, a Denza Motors stb. által piacra dobott új energiahordozók mind állandó mágneses szinkronmotorokat használnak. Az állandó mágneses szinkronmotorokat főként Kínában használják. Először is, mivel az állandó mágneses szinkronmotorok jó alacsony fordulatszámú teljesítménnyel és magas konverziós hatásfokkal rendelkeznek, ami nagyon alkalmas a városi forgalomban gyakori indításokkal és megállással járó összetett munkakörülményekre. Másodszor, az állandó mágneses szinkronmotorokban található neodímium-vas-bór állandó mágnesek miatt. Az anyagok ritkaföldfém-erőforrások felhasználását igénylik, és hazám a világ ritkaföldfém-erőforrásainak 70%-ával rendelkezik, a NdFeB mágneses anyagok teljes termelése pedig eléri a világ 80%-át, így Kína egyre inkább az állandó mágneses szinkronmotorok használatára törekszik.
A külföldi Tesla és BMW állandó mágneses szinkronmotorokat és váltakozó áramú aszinkronmotorokat használ közös fejlesztéshez. Az alkalmazási szerkezet szempontjából az állandó mágneses szinkronmotor a fő választás az új energiahordozókkal működő járművekhez.
Az állandó mágneses anyagok költsége az állandó mágneses szinkronmotorok költségének körülbelül 30%-át teszi ki. Az állandó mágneses szinkronmotorok gyártásához használt alapanyagok főként neodímium-vas-bór, szilícium acéllemezek, réz és alumínium. Ezek közül a neodímium-vas-bór állandó mágneses anyagot főként rotor állandó mágnesek gyártásához használják, és a költségösszetétel körülbelül 30%; a szilícium acéllemezeket főként egyedi gyártáshoz használják. A rotormag költségösszetétele körülbelül 20%; az állórész tekercs költségösszetétele körülbelül 15%; a motortengely költségösszetétele körülbelül 5%; és a motorburkolat költségösszetétele körülbelül 15%.
Miért vannakOSG állandó mágneses motorok csavarkompresszorhatékonyabb?
Az állandó mágneses szinkronmotor főként állórészből, forgórészből és héjalkatrészekből áll. A hagyományos váltakozó áramú motorokhoz hasonlóan az állórészmag rétegelt szerkezettel rendelkezik, hogy csökkentse a vasveszteséget az örvényáram és a hiszterézis hatásai miatt a motor működése közben; a tekercsek általában háromfázisú szimmetrikus szerkezetűek, de a paraméterek kiválasztása egészen más. A forgórészrésznek különféle formái vannak, beleértve az indító mókuskosárral ellátott állandó mágneses forgórészt, valamint a beágyazott vagy felületszerelt, tiszta állandó mágneses forgórészt. A forgórészmag lehet tömör szerkezetű vagy rétegelt. A forgórész állandó mágneses anyaggal van ellátva, amelyet általában mágnesnek neveznek.
Az állandó mágneses motor normál működése során a rotor és az állórész mágneses mezői szinkron állapotban vannak. A rotorrészben nincs indukált áram, és nincs rotor rézvesztesége, hiszterézise vagy örvényáram-vesztesége. Nem kell figyelembe venni a rotorveszteség és a melegedés problémáját. Általában az állandó mágneses motort egy speciális frekvenciaváltó hajtja, és természetesen lágyindítási funkcióval is rendelkezik. Ezenkívül az állandó mágneses motor egy szinkronmotor, amelynek jellemzője, hogy a gerjesztés intenzitásával állítja be a teljesítménytényezőt, így a teljesítménytényező egy meghatározott értékre tervezhető.
Kiindulási szempontból, mivel az állandó mágneses motort egy változtatható frekvenciájú tápegység vagy egy támogató inverter indítja, az állandó mágneses motor indítási folyamata nagyon egyszerű; hasonló a változtatható frekvenciájú motor indításához, és elkerüli a hagyományos ketreces aszinkronmotorok indítási hibáit.
Röviden, az állandó mágneses motorok hatásfoka és teljesítménytényezője nagyon magas lehet, a szerkezet nagyon egyszerű, és a piac az elmúlt tíz évben nagyon felkapott volt.
Az állandó mágneses motoroknál azonban a gerjesztéskiesés elkerülhetetlen probléma. Ha az áram túl nagy vagy a hőmérséklet túl magas, a motor tekercseinek hőmérséklete azonnal megemelkedik, az áram hirtelen megnő, és az állandó mágnesek gyorsan elveszítik a gerjesztést. Az állandó mágneses motorvezérlésben egy túláramvédelmi eszköz van beállítva, hogy elkerülje a motor állórészének kiégését, de a gerjesztéskiesés és a berendezés leállása elkerülhetetlen.
Közzététel ideje: 2023. dec. 12.
