Защо синхронните двигатели с постоянен магнит стават главни задвижващи двигатели?
Електрическият мотор може да преобразува електрическата енергия в механична енергия и да прехвърля механичната енергия към колелата чрез трансмисионната система, за да задвижва превозното средство.Това е една от основните задвижващи системи на превозни средства с нова енергия.Понастоящем често използваните задвижващи двигатели в превозни средства с нова енергия са главно синхронни двигатели с постоянен магнит и асинхронни двигатели с променлив ток.Повечето нови енергийни превозни средства използват синхронни двигатели с постоянен магнит.Представителните автомобилни компании включват BYD, Li Auto и др. Някои превозни средства използват асинхронни двигатели с променлив ток.Електрическите двигатели представляват автомобилни компании като Tesla и Mercedes-Benz.
Асинхронният двигател се състои главно от неподвижен статор и въртящ се ротор.Когато намотката на статора е свързана към променливотоково захранване, роторът ще се върти и ще изведе мощност.Основният принцип е, че когато намотката на статора е под напрежение (променлив ток), тя ще образува въртящо се електромагнитно поле, а намотката на ротора е затворен проводник, който непрекъснато прекъсва линиите на магнитната индукция на статора във въртящото се магнитно поле на статора.Според закона на Фарадей, когато затворен проводник пресече линията на магнитна индукция, ще се генерира ток, а токът ще генерира електромагнитно поле.По това време има две електромагнитни полета: едното е електромагнитното поле на статора, свързано с външния променлив ток, а другото се генерира чрез прекъсване на електромагнитната индукционна линия на статора.Електромагнитно поле на ротора.Съгласно закона на Ленц, индуцираният ток винаги ще се съпротивлява на причината за индуцирания ток, тоест ще се опитва да попречи на проводниците на ротора да прекъснат линиите на магнитна индукция на въртящото се магнитно поле на статора.Резултатът е: проводниците на ротора ще "догонят" статорното. Въртящото се електромагнитно поле означава, че роторът преследва въртящото се магнитно поле на статора и накрая двигателят започва да се върти.По време на процеса скоростта на въртене на ротора (n2) и скоростта на въртене на статора (n1) не са синхронизирани (разликата в скоростта е около 2-6%).Следователно той се нарича асинхронен променливотоков двигател.Напротив, ако скоростта на въртене е една и съща, той се нарича синхронен двигател.
Синхронният двигател с постоянен магнит също е вид AC двигател.Роторът му е изработен от стомана с постоянни магнити.Когато двигателят работи, статорът се захранва, за да генерира въртящо се магнитно поле, което да тласка ротора да се върти.„Синхронизация“ означава, че въртенето на ротора по време на работа в стабилно състояние Скоростта е синхронизирана със скоростта на въртене на магнитното поле.Синхронните двигатели с постоянен магнит имат по-високо съотношение мощност/тегло, по-малки са по размер, по-леки по тегло, имат по-голям изходен въртящ момент и имат отлична гранична скорост и спирачна ефективност.Следователно синхронните двигатели с постоянен магнит са се превърнали в най-широко използваното електрическо превозно средство днес.на електродвигател.Въпреки това, когато материалът с постоянен магнит е подложен на вибрации, висока температура и ток на претоварване, неговата магнитна пропускливост може да намалее или да възникне размагнитване, което може да намали производителността на двигателя с постоянен магнит.В допълнение, редкоземните синхронни двигатели с постоянен магнит използват редкоземни материали и производствените разходи не са стабилни.
В сравнение със синхронните двигатели с постоянен магнит, асинхронните двигатели трябва да абсорбират електрическа енергия за възбуждане при работа, което ще консумира електрическа енергия и ще намали ефективността на двигателя.Двигателите с постоянен магнит са по-скъпи поради добавянето на постоянни магнити.
Моделите, които избират AC асинхронни двигатели, са склонни да дават приоритет на производителността и да се възползват от предимствата на производителността и ефективността на AC асинхронните двигатели при високи скорости.Представителният модел е ранният Model S. Основни характеристики: Когато автомобилът се движи с висока скорост, той може да поддържа висока скорост на работа и ефективно използване на електрическата енергия, като намалява консумацията на енергия, като същевременно поддържа максимална мощност;
Моделите, които избират синхронни двигатели с постоянен магнит, са склонни да дават приоритет на потреблението на енергия и да използват производителността и ефективната работа на синхронните двигатели с постоянен магнит при ниски скорости, което ги прави подходящи за малки и средни автомобили.Характеристиките му са малък размер, леко тегло и удължен живот на батерията.В същото време той има добра производителност при регулиране на скоростта и може да поддържа висока ефективност, когато е изправен пред повтарящи се стартирания, спирания, ускорения и забавяния.
Доминират синхронните двигатели с постоянен магнит.Според статистическите данни от „Месечната база данни за веригата за нови енергийни превозни средства“, публикувана от Института за напреднали индустриални изследвания (GGII), вътрешният инсталиран капацитет на задвижващи двигатели за нови енергийни превозни средства от януари до август 2022 г. е приблизително 3,478 милиона единици, годишно -годишно увеличение от 101%.Сред тях инсталираният капацитет на синхронни двигатели с постоянен магнит е 3,329 милиона единици, което е увеличение от 106% на годишна база;инсталираният капацитет на AC асинхронни двигатели е 1,295 милиона единици, което е увеличение от 22% на годишна база.
Синхронните двигатели с постоянен магнит се превърнаха в основните задвижващи двигатели на пазара на чисто електрически леки автомобили.
Съдейки по избора на двигатели за основните модели в страната и чужбина, новите енергийни превозни средства, пуснати на пазара от местните SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors и др., всички използват синхронни двигатели с постоянен магнит.Синхронните двигатели с постоянен магнит се използват главно в Китай.Първо, защото синхронните двигатели с постоянен магнит имат добра производителност при ниска скорост и висока ефективност на преобразуване, които са много подходящи за сложни работни условия с чести стартирания и спирания в градския трафик.Второ, поради постоянните магнити от неодимов железен бор в синхронните двигатели с постоянен магнит.Материалите изискват използването на редкоземни ресурси, а моята страна има 70% от световните редкоземни ресурси, а общото производство на NdFeB магнитни материали достига 80% от света, така че Китай е по-заинтересован от използването на синхронни двигатели с постоянен магнит.
Чуждестранните Tesla и BMW използват синхронни двигатели с постоянен магнит и асинхронни двигатели с променлив ток, за да се развиват съвместно.От гледна точка на структурата на приложението, синхронният двигател с постоянен магнит е основният избор за превозни средства с нова енергия.
Цената на материалите с постоянен магнит представлява около 30% от цената на синхронните двигатели с постоянен магнит.Суровините за производство на синхронни двигатели с постоянен магнит включват главно неодимов желязо бор, силициеви стоманени листове, мед и алуминий.Сред тях материалът за постоянен магнит неодимов железен бор се използва главно за направата на роторни постоянни магнити, а съставът на разходите е около 30%;Силициевите стоманени листове се използват главно за персонализиране. Разходният състав на сърцевината на ротора е около 20%;разходният състав на намотката на статора е около 15%;разходният състав на вала на двигателя е около 5%;и разходният състав на корпуса на двигателя е около 15%.
Защо саOSG двигатели с постоянен магнит винтов въздушен компресорпо-ефикасно?
Синхронният двигател с постоянен магнит се състои главно от компоненти на статор, ротор и корпус.Подобно на обикновените променливотокови двигатели, сърцевината на статора има ламинирана структура, за да се намалят загубите на желязо поради вихрови токове и хистерезисни ефекти, когато двигателят работи;намотките също обикновено са трифазни симетрични структури, но изборът на параметри е доста различен.Роторната част има различни форми, включително ротор с постоянен магнит със стартова клетка на катерица и вграден или повърхностно монтиран ротор с чист постоянен магнит.Сърцевината на ротора може да бъде изработена в солидна конструкция или ламинирана.Роторът е оборудван с материал с постоянен магнит, който обикновено се нарича магнит.
При нормална работа на двигателя с постоянен магнит, магнитните полета на ротора и статора са в синхронно състояние.В частта на ротора няма индуциран ток и няма загуба на мед в ротора, хистерезис или загуба на вихрови токове.Няма нужда да се разглежда проблемът със загубата на ротора и нагряването.Обикновено двигателят с постоянен магнит се захранва от специален честотен преобразувател и естествено има функция за плавен старт.В допълнение, двигателят с постоянен магнит е синхронен двигател, който има характеристиката да регулира фактора на мощността чрез интензитета на възбуждането, така че факторът на мощността може да бъде проектиран до определена стойност.
От начална гледна точка, поради факта, че двигателят с постоянен магнит се стартира от захранване с променлива честота или поддържащ инвертор, процесът на стартиране на двигателя с постоянен магнит е много лесен;той е подобен на стартирането на двигател с променлива честота и избягва дефектите при стартиране на обикновените асинхронни двигатели с клетка.
Накратко, ефективността и факторът на мощността на двигателите с постоянен магнит могат да достигнат много високи, структурата е много проста и пазарът е много горещ през последните десет години.
Въпреки това загубата на повреда на възбуждането е неизбежен проблем при двигателите с постоянен магнит.Когато токът е твърде голям или температурата е твърде висока, температурата на намотките на двигателя ще се повиши моментално, токът ще се увеличи рязко и постоянните магнити бързо ще загубят възбуждане.В управлението на двигателя с постоянен магнит е настроено устройство за защита от свръхток, за да се избегне проблемът с изгарянето на намотката на статора на двигателя, но произтичащата от това загуба на възбуждане и спирането на оборудването са неизбежни.
Време на публикуване: 12 декември 2023 г
