Hvorfor blir synkronmotorer med permanent magnet de viktigste drivmotorene?

Hvorfor blir synkronmotorer med permanent magnet de viktigste drivmotorene?

Den elektriske motoren kan konvertere elektrisk energi til mekanisk energi, og overføre den mekaniske energien til hjulene gjennom transmisjonssystemet for å drive kjøretøyet.Det er et av kjernedrivsystemene til nye energikjøretøyer.For tiden er de ofte brukte drivmotorene i nye energikjøretøy hovedsakelig permanentmagnet synkronmotorer og AC asynkrone motorer.De fleste nye energikjøretøyer bruker permanentmagnet synkronmotorer.Representative bilselskaper inkluderer BYD, Li Auto, etc. Noen kjøretøy bruker AC asynkronmotorer.Elektriske motorer representerer bilselskaper som Tesla og Mercedes-Benz.

En asynkronmotor består hovedsakelig av en stasjonær stator og en roterende rotor.Når statorviklingen er koblet til AC-strømforsyningen, vil rotoren rotere og gi strøm.Hovedprinsippet er at når statorviklingen er energisert (vekselstrøm), vil den danne et roterende elektromagnetisk felt, og rotorviklingen er en lukket leder som kontinuerlig kutter statorens magnetiske induksjonslinjer i statorens roterende magnetfelt.I henhold til Faradays lov, når en lukket leder kutter den magnetiske induksjonslinjen, vil det genereres en strøm, og strømmen vil generere et elektromagnetisk felt.På dette tidspunktet er det to elektromagnetiske felt: det ene er statorens elektromagnetiske felt koblet til den eksterne vekselstrømmen, og det andre genereres ved å kutte den elektromagnetiske induksjonsledningen på stator.Rotorens elektromagnetiske felt.I henhold til Lenz sin lov vil den induserte strømmen alltid motstå årsaken til den induserte strømmen, det vil si å prøve å hindre lederne på rotoren i å kutte de magnetiske induksjonslinjene til statorens roterende magnetfelt.Resultatet er: lederne på rotoren vil "hente opp" med statorens Det roterende elektromagnetiske feltet gjør at rotoren jager det roterende magnetfeltet til statoren, og til slutt begynner motoren å rotere.Under prosessen er rotasjonshastigheten til rotoren (n2) og rotasjonshastigheten til statoren (n1) ute av synkronisering (hastighetsforskjellen er ca. 2-6%).Derfor kalles det en asynkron AC-motor.Tvert imot, hvis rotasjonshastigheten er den samme, kalles det en synkronmotor.

Den permanentmagnetiske synkronmotoren er også en type AC-motor.Rotoren er laget av stål med permanente magneter.Når motoren fungerer, aktiveres statoren for å generere et roterende magnetfelt for å skyve rotoren til å rotere."Synkronisering" betyr at rotasjonen av rotoren under steady-state drift Hastigheten er synkronisert med rotasjonshastigheten til magnetfeltet.Permanent magnet synkronmotorer har et høyere effekt-til-vekt-forhold, er mindre i størrelse, lettere i vekt, har større utgangsmoment og har utmerket grensehastighet og bremseytelse.Derfor har permanentmagnet synkronmotorer blitt det mest brukte elektriske kjøretøyet i dag.av elektrisk motor.Men når permanentmagnetmaterialet utsettes for vibrasjoner, høy temperatur og overbelastningsstrøm, kan dets magnetiske permeabilitet reduseres, eller demagnetisering kan forekomme, noe som kan redusere ytelsen til permanentmagnetmotoren.I tillegg bruker sjeldne jordarters permanentmagnetiske synkronmotorer sjeldne jordmaterialer, og produksjonskostnadene er ikke stabile.

Sammenlignet med synkronmotorer med permanent magnet, trenger asynkronmotorer å absorbere elektrisk energi for eksitasjon under arbeid, noe som vil forbruke elektrisk energi og redusere motorens effektivitet.Permanentmagnetmotorer er dyrere på grunn av tillegg av permanente magneter.

Modeller som velger AC-asynkronmotorer har en tendens til å prioritere ytelse og dra nytte av ytelsen og effektivitetsfordelene til AC-asynkronmotorer ved høye hastigheter.Den representative modellen er den tidlige Model S. Hovedtrekk: Når bilen kjører i høy hastighet, kan den opprettholde høyhastighetsdrift og effektiv bruk av elektrisk energi, redusere energiforbruket og samtidig opprettholde maksimal effekt;

Modeller som velger synkronmotorer med permanent magnet har en tendens til å prioritere energiforbruk og utnytte ytelsen og effektiv drift av synkronmotorer med permanent magnet ved lave hastigheter, noe som gjør dem egnet for små og mellomstore biler.Dens egenskaper er liten størrelse, lav vekt og forlenget batterilevetid.Samtidig har den god hastighetsreguleringsytelse og kan opprettholde høy effektivitet når den står overfor gjentatte starter, stopp, akselerasjoner og retardasjoner.

Permanent magnet synkronmotorer dominerer.I følge statistikk fra "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" utgitt av Advanced Industry Research Institute (GGII), var den innenlandske installerte kapasiteten til drivmotorer for nye energikjøretøyer fra januar til august 2022 omtrent 3,478 millioner enheter, et år siden. -årsøkning på 101 %.Blant dem var den installerte kapasiteten til permanentmagnet synkronmotorer 3,329 millioner enheter, en år-til-år økning på 106%;den installerte kapasiteten til AC asynkronmotorer var 1,295 millioner enheter, en år-til-år økning på 22 %.

Permanent magnet synkronmotorer har blitt hoveddrivmotorene i det rene elektriske personbilmarkedet.

Ut fra utvalget av motorer for ordinære modeller i inn- og utland, bruker nye energikjøretøyer lansert av innenlandske SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, etc. alle permanentmagnet synkronmotorer.Permanent magnet synkronmotorer brukes hovedsakelig i Kina.For det første fordi permanentmagnetiske synkronmotorer har god lavhastighetsytelse og høy konverteringseffektivitet, som er svært egnet for komplekse arbeidsforhold med hyppige start og stopp i bytrafikk.For det andre, på grunn av neodymjernbor permanente magneter i permanentmagnet synkronmotorer.Materialene krever bruk av sjeldne jordartsressurser, og landet mitt har 70% av verdens sjeldne jordartsressurser, og den totale produksjonen av NdFeB magnetiske materialer når 80% av verden, så Kina er mer opptatt av å bruke permanentmagnet synkronmotorer.

Utenlandske Tesla og BMW bruker permanentmagnet synkronmotorer og AC asynkronmotorer for å utvikle seg i samarbeid.Fra applikasjonsstrukturens perspektiv er synkronmotor med permanent magnet det vanlige valget for nye energikjøretøyer.

Kostnaden for permanentmagnetmaterialer utgjør omtrent 30% av kostnadene for permanentmagnetsynkronmotorer.Råvarene for produksjon av synkronmotorer med permanent magnet inkluderer hovedsakelig neodymjernbor, silisiumstålplater, kobber og aluminium.Blant dem brukes permanentmagnetmaterialet neodymjernbor hovedsakelig til å lage rotorpermanente magneter, og kostnadssammensetningen er omtrent 30%;silisium stålplater brukes hovedsakelig til å lage tilpasset. Kostnadssammensetningen til rotorkjernen er omtrent 20%;kostnadssammensetningen til statorviklingen er omtrent 15%;kostnadssammensetningen til motorakselen er omtrent 5%;og kostnadssammensetningen til motorskallet er omtrent 15%.

Hvorfor erOSG permanent magnet motorer skrue luftkompressormer effektivt?

Den permanentmagnetiske synkronmotoren er hovedsakelig sammensatt av stator-, rotor- og skallkomponenter.Som vanlige AC-motorer har statorkjernen en laminert struktur for å redusere jerntap på grunn av virvelstrøm og hystereseeffekter når motoren går;viklingene er også vanligvis trefasesymmetriske strukturer, men parametervalget er ganske annerledes.Rotordelen har ulike former, inkludert en permanentmagnetrotor med startekornsbur, og en innebygd eller overflatemontert ren permanentmagnetrotor.Rotorkjernen kan gjøres til en solid struktur eller lamineres.Rotoren er utstyrt med permanentmagnetmateriale, som vanligvis kalles magnet.

Under normal drift av permanentmagnetmotoren er rotor- og statormagnetfeltene i synkron tilstand.Det er ingen indusert strøm i rotordelen, og det er ingen rotorkobbertap, hysterese eller virvelstrømtap.Det er ikke nødvendig å vurdere problemet med rotortap og oppvarming.Vanligvis drives permanentmagnetmotoren av en spesiell frekvensomformer og har naturligvis en mykstartfunksjon.I tillegg er permanentmagnetmotoren en synkronmotor, som har egenskapen å justere effektfaktoren gjennom intensiteten av eksitasjonen, slik at effektfaktoren kan utformes til en spesifisert verdi.

Fra utgangspunktet, på grunn av det faktum at permanentmagnetmotoren startes av en strømforsyning med variabel frekvens eller en støttende omformer, er startprosessen til permanentmagnetmotoren veldig enkel;den ligner på start av en motor med variabel frekvens, og unngår startdefekter til vanlige asynkronmotorer.

Kort sagt, effektiviteten og kraftfaktoren til permanentmagnetmotorer kan nå veldig høy, strukturen er veldig enkel, og markedet har vært veldig varmt de siste ti årene.

Imidlertid er tap av eksitasjonssvikt et uunngåelig problem i permanentmagnetmotorer.Når strømmen er for stor eller temperaturen er for høy, vil temperaturen på motorviklingene stige momentant, strømmen vil øke kraftig, og permanentmagnetene vil raskt miste eksitasjon.I motorkontrollen med permanent magnet er en overstrømsbeskyttelse satt for å unngå problemet med at motorens statorvikling brenner, men det resulterende tapet av eksitasjon og avstenging av utstyr er uunngåelig.