Зошто синхроните мотори со перманентни магнети стануваат главни погонски мотори?
Електричниот мотор може да ја претвори електричната енергија во механичка енергија и да ја пренесе на тркалата преку преносниот систем за да го погонува возилото. Тој е еден од основните погонски системи на возилата со нова енергија. Во моментов, најчесто користените погонски мотори во возилата со нова енергија се главно синхрони мотори со перманентни магнети и асинхрони мотори со наизменична струја. Повеќето возила со нова енергија користат синхрони мотори со перманентни магнети. Репрезентативни компании за автомобили се BYD, Li Auto итн. Некои возила користат асинхрони мотори со наизменична струја. Електричните мотори претставуваат компании за автомобили како што се Tesla и Mercedes-Benz.
Асинхрон мотор е главно составен од стационарен статор и ротирачки ротор. Кога намотката на статорот е поврзана со напојување со наизменична струја, роторот ќе ротира и ќе произведува енергија. Главниот принцип е дека кога намотката на статорот е напојувана (наизменична струја), таа ќе формира ротирачко електромагнетно поле, а намотката на роторот е затворен проводник кој континуирано ги сече магнетните индукциски линии на статорот во ротирачкото магнетно поле на статорот. Според Фарадеевиот закон, кога затворен проводник ја сече магнетната индукциска линија, ќе се генерира струја, а струјата ќе генерира електромагнетно поле. Во овој момент, постојат две електромагнетни полиња: едното е електромагнетното поле на статорот поврзано со надворешната наизменична струја, а другото се генерира со сечење на електромагнетната индукциска линија на статорот. Електромагнетно поле на роторот. Според Ленцовиот закон, индуцираната струја секогаш ќе се спротивставува на причината за индуцираната струја, односно ќе се обиде да спречи проводниците на роторот да ги сечат магнетните индукциски линии на ротирачкото магнетно поле на статорот. Резултатот е: спроводниците на роторот ќе ги „стигнат“ спроводниците на статорот. Ротирачкото електромагнетно поле значи дека роторот го брка ротирачкото магнетно поле на статорот, и конечно моторот почнува да ротира. За време на процесот, брзината на ротација на роторот (n2) и брзината на ротација на статорот (n1) се несинхронизирани (разликата во брзината е околу 2-6%). Затоа, се нарекува асинхрон AC мотор. Напротив, ако брзината на ротација е иста, се нарекува синхрон мотор.
Синхрониот мотор со перманентен магнет е исто така еден вид на AC мотор. Неговиот ротор е направен од челик со перманентни магнети. Кога моторот работи, статорот се напојува за да генерира ротирачко магнетно поле кое го притиска роторот да ротира. „Синхронизација“ значи дека ротацијата на роторот за време на стационарна работа е синхронизирана со брзината на ротација на магнетното поле. Синхроните мотори со перманентен магнет имаат поголем сооднос моќност-тежина, се помали по големина, полесни по тежина, имаат поголем излезен вртежен момент и имаат одлична гранична брзина и перформанси на сопирање. Затоа, синхроните мотори со перманентен магнет станаа најшироко користените електрични возила денес. Меѓутоа, кога материјалот со перманентен магнет е подложен на вибрации, висока температура и струја на преоптоварување, неговата магнетна пропустливост може да се намали или може да се појави демагнетизација, што може да ги намали перформансите на моторот со перманентен магнет. Покрај тоа, синхроните мотори со перманентен магнет од ретки земјени метали користат материјали од ретки земјени метали, а трошоците за производство не се стабилни.
Во споредба со синхроните мотори со перманентни магнети, асинхроните мотори треба да апсорбираат електрична енергија за побудување при работа, што ќе троши електрична енергија и ќе ја намали ефикасноста на моторот. Моторите со перманентни магнети се поскапи поради додавањето на перманентни магнети.
Моделите што избираат асинхрони мотори со наизменична струја имаат тенденција да им даваат приоритет на перформансите и да ги искористат предностите на перформансите и ефикасноста на асинхроните мотори со наизменична струја при големи брзини. Репрезентативниот модел е раниот Model S. Главни карактеристики: Кога автомобилот вози со голема брзина, може да одржува работа со голема брзина и ефикасно користење на електричната енергија, намалувајќи ја потрошувачката на енергија, а одржувајќи максимална излезна моќност;
Моделите што избираат синхрони мотори со перманентни магнети имаат тенденција да ја приоритизираат потрошувачката на енергија и да ги искористат перформансите и ефикасното работење на синхроните мотори со перманентни магнети при мали брзини, што ги прави погодни за мали и средни автомобили. Неговите карактеристики се мала големина, мала тежина и продолжен век на траење на батеријата. Во исто време, има добри перформанси за регулирање на брзината и може да одржува висока ефикасност кога се соочува со повторени стартувања, запирања, забрзувања и забавувања.
Синхроните мотори со перманентни магнети доминираат. Според статистиката од „Месечната база на податоци за синџирот на индустријата за нови енергетски возила“ објавена од Институтот за напредни индустриски истражувања (GGII), домашниот инсталиран капацитет на мотори со погон на нови енергетски возила од јануари до август 2022 година изнесувал приближно 3,478 милиони единици, што е зголемување од 101% во однос на претходната година. Меѓу нив, инсталираниот капацитет на синхроните мотори со перманентни магнети изнесувал 3,329 милиони единици, што е зголемување од 106% во однос на претходната година; инсталираниот капацитет на асинхроните мотори со наизменична струја изнесувал 1,295 милиони единици, што е зголемување од 22% во однос на претходната година.
Синхроните мотори со перманентни магнети станаа главни погонски мотори на пазарот на чисто електрични патнички автомобили.
Судејќи според изборот на мотори за мејнстрим моделите дома и во странство, возилата со нова енергија лансирани од домашните SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors итн., сите користат синхрони мотори со перманентни магнети. Синхроните мотори со перманентни магнети главно се користат во Кина. Прво, затоа што синхроните мотори со перманентни магнети имаат добри перформанси при ниска брзина и висока ефикасност на конверзија, што е многу погодно за сложени работни услови со чести стартувања и запирања во градски сообраќај. Второ, поради перманентните магнети од неодимиумско железо и бор во синхроните мотори со перманентни магнети. Материјалите бараат употреба на ресурси на ретки земни елементи, а мојата земја има 70% од светските ресурси на ретки земни елементи, а вкупното производство на NdFeB магнетни материјали достигнува 80% од светското производство, па затоа Кина е повеќе заинтересирана за употреба на синхрони мотори со перманентни магнети.
Странските компании „Тесла“ и „БМВ“ користат синхрони мотори со перманентен магнет и асинхрони мотори со наизменична струја за заеднички развој. Од перспектива на структурата на примена, синхрониот мотор со перманентен магнет е мејнстрим избор за возила со нова енергија.
Цената на материјалите со перманентни магнети сочинува околу 30% од цената на синхроните мотори со перманентни магнети. Суровините за производство на синхрони мотори со перманентни магнети главно вклучуваат неодимиумско железо-бор, силициумски челични лимови, бакар и алуминиум. Меѓу нив, материјалот со перманентни магнети неодимиумско железо-бор главно се користи за производство на перманентни магнети на роторот, а трошковната структура е околу 30%; силициумските челични лимови главно се користат за производство на прилагодени материјали. Трошковната структура на јадрото на роторот е околу 20%; трошковната структура на намотката на статорот е околу 15%; трошковната структура на вратилото на моторот е околу 5%; а трошковната структура на обвивката на моторот е околу 15%.
Зошто сеOSG мотори со перманентни магнети, завртувачки воздушен компресорпоефикасно?
Синхрониот мотор со перманентен магнет е главно составен од компоненти на статор, ротор и обвивка. Како и обичните AC мотори, јадрото на статорот има ламинирана структура за да се намали загубата на железо поради вртложни струи и хистерезис ефекти кога моторот работи; намотките се исто така обично трифазни симетрични структури, но изборот на параметри е сосема различен. Делот од роторот има различни форми, вклучувајќи ротор со перманентен магнет со стартен кафез и вграден или површински монтиран ротор со чист перманентен магнет. Јадрото на роторот може да биде направено во цврста структура или ламинирано. Роторот е опремен со материјал со перманентен магнет, кој најчесто се нарекува магнет.
При нормална работа на моторот со перманентен магнет, магнетните полиња на роторот и статорот се во синхрона состојба. Нема индуцирана струја во делот од роторот и нема загуба на бакар во роторот, хистерезис или загуба на вртложни струи. Нема потреба да се разгледува проблемот со загубата и загревањето на роторот. Општо земено, моторот со перманентен магнет се напојува со специјален фреквентен конвертор и природно има функција за меко стартување. Покрај тоа, моторот со перманентен магнет е синхрон мотор, кој има карактеристика на прилагодување на факторот на моќност преку интензитетот на возбудата, така што факторот на моќност може да се дизајнира на одредена вредност.
Од почетна гледна точка, поради фактот што моторот со перманентен магнет се стартува со напојување со променлива фреквенција или со помошен инвертер, процесот на стартување на моторот со перманентен магнет е многу лесен; сличен е на стартувањето на мотор со променлива фреквенција и ги избегнува дефектите при стартување на обичните асинхрони мотори во кафез.
Накратко, ефикасноста и факторот на моќност на моторите со постојан магнет можат да достигнат многу високо ниво, структурата е многу едноставна, а пазарот е многу жежок во последните десет години.
Сепак, губењето на побудувањето е неизбежен проблем кај моторите со перманентни магнети. Кога струјата е преголема или температурата е превисока, температурата на намотките на моторот моментално ќе се зголеми, струјата нагло ќе се зголеми, а перманентните магнети брзо ќе го изгубат побудувањето. Во контролата на моторот со перманентни магнети, уред за заштита од прекумерна струја е поставен за да се избегне проблемот со прегорување на намотката на статорот на моторот, но резултирачкото губење на побудувањето и исклучувањето на опремата се неизбежни.
Време на објавување: 12 декември 2023 година
