Hvorfor bliver synkronmotorer med permanent magnet til de vigtigste drivmotorer?

Hvorfor bliver synkronmotorer med permanent magnet til de vigtigste drivmotorer?

Den elektriske motor kan konvertere elektrisk energi til mekanisk energi og overføre den mekaniske energi til hjulene gennem transmissionssystemet for at drive køretøjet.Det er et af de centrale drivsystemer i nye energikøretøjer.På nuværende tidspunkt er de almindeligt anvendte drivmotorer i nye energikøretøjer hovedsageligt permanente magnet synkronmotorer og AC asynkrone motorer.De fleste nye energikøretøjer bruger permanentmagnet synkronmotorer.Repræsentative bilfirmaer omfatter BYD, Li Auto osv. Nogle køretøjer bruger AC asynkronmotorer.Elektriske motorer repræsenterer bilvirksomheder som Tesla og Mercedes-Benz.

En asynkronmotor består hovedsageligt af en stationær stator og en roterende rotor.Når statorviklingen er forbundet til AC-strømforsyningen, vil rotoren rotere og afgive strøm.Hovedprincippet er, at når statorviklingen aktiveres (vekselstrøm), vil den danne et roterende elektromagnetisk felt, og rotorviklingen er en lukket leder, der kontinuerligt skærer statorens magnetiske induktionslinjer i statorens roterende magnetfelt.Ifølge Faradays lov, når en lukket leder skærer den magnetiske induktionsledning, vil der blive genereret en strøm, og strømmen vil generere et elektromagnetisk felt.På dette tidspunkt er der to elektromagnetiske felter: det ene er statorens elektromagnetiske felt forbundet med den eksterne vekselstrøm, og det andet genereres ved at skære statorens elektromagnetiske induktionsledning.Rotorens elektromagnetiske felt.Ifølge Lenz' lov vil den inducerede strøm altid modstå årsagen til den inducerede strøm, det vil sige forsøge at forhindre lederne på rotoren i at skære de magnetiske induktionslinjer af statorens roterende magnetfelt.Resultatet er: lederne på rotoren vil "indhente" statorens Det roterende elektromagnetiske felt betyder, at rotoren jagter statorens roterende magnetfelt, og til sidst begynder motoren at rotere.Under processen er rotorens (n2) rotationshastighed og statorens (n1) rotationshastighed ude af sync (hastighedsforskellen er ca. 2-6%).Derfor kaldes det en asynkron AC-motor.Tværtimod, hvis omdrejningshastigheden er den samme, kaldes det en synkronmotor.

Den permanentmagnetiske synkronmotor er også en type AC-motor.Dens rotor er lavet af stål med permanente magneter.Når motoren arbejder, aktiveres statoren for at generere et roterende magnetfelt for at skubbe rotoren til at rotere."Synkronisering" betyder, at rotorens rotation under steady-state drift Hastigheden er synkroniseret med magnetfeltets rotationshastighed.Permanent magnet synkronmotorer har et højere effekt-til-vægt-forhold, er mindre i størrelse, lettere i vægt, har større udgangsmoment og har fremragende grænsehastighed og bremseevne.Derfor er permanentmagnet synkronmotorer blevet det mest udbredte elektriske køretøj i dag.af elmotor.Men når permanentmagnetmaterialet udsættes for vibrationer, høj temperatur og overbelastningsstrøm, kan dets magnetiske permeabilitet falde, eller der kan forekomme afmagnetisering, hvilket kan reducere ydeevnen af ​​permanentmagnetmotoren.Derudover bruger sjældne jordarters permanentmagnetiske synkronmotorer sjældne jordarters materialer, og fremstillingsomkostningerne er ikke stabile.

Sammenlignet med synkronmotorer med permanent magnet skal asynkronmotorer absorbere elektrisk energi til excitation, når de arbejder, hvilket vil forbruge elektrisk energi og reducere motorens effektivitet.Permanentmagnetmotorer er dyrere på grund af tilføjelsen af ​​permanente magneter.

Modeller, der vælger asynkrone AC-motorer, har en tendens til at prioritere ydeevne og drage fordel af ydelsesfordelene og effektivitetsfordelene ved asynkrone AC-motorer ved høje hastigheder.Den repræsentative model er den tidlige Model S. Hovedtræk: Når bilen kører med høj hastighed, kan den opretholde højhastighedsdrift og effektiv udnyttelse af elektrisk energi, hvilket reducerer energiforbruget og samtidig opretholder maksimal effekt;

Modeller, der vælger synkronmotorer med permanent magnet, har en tendens til at prioritere energiforbruget og udnytte ydeevnen og den effektive drift af synkronmotorer med permanent magnet ved lave hastigheder, hvilket gør dem velegnede til små og mellemstore biler.Dens egenskaber er lille størrelse, lav vægt og forlænget batterilevetid.Samtidig har den en god hastighedsreguleringsydelse og kan opretholde høj effektivitet, når den står over for gentagne starter, stop, accelerationer og decelerationer.

Permanent magnet synkronmotorer dominerer.Ifølge statistikker fra "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" udgivet af Advanced Industry Research Institute (GGII), var den indenlandske installerede kapacitet for drivmotorer til nye energikøretøjer fra januar til august 2022 cirka 3,478 millioner enheder, et år siden. -årlig stigning på 101%.Blandt dem var den installerede kapacitet af permanente magnet synkronmotorer 3.329 millioner enheder, en år-til-år stigning på 106%;den installerede kapacitet af AC asynkronmotorer var 1,295 millioner enheder, en år-til-år stigning på 22%.

Permanent magnet synkronmotorer er blevet de vigtigste drivmotorer på markedet for rene elektriske personbiler.

At dømme ud fra udvalget af motorer til almindelige modeller i ind- og udland bruger nye energikøretøjer lanceret af indenlandske SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors osv. alle permanente magnet synkronmotorer.Permanent magnet synkronmotorer bruges hovedsageligt i Kina.For det første fordi synkronmotorer med permanent magnet har god lavhastighedsydelse og høj konverteringseffektivitet, som er meget velegnede til komplekse arbejdsforhold med hyppige start og stop i bytrafik.For det andet på grund af neodymjernbor permanente magneter i permanentmagnet synkronmotorer.Materialerne kræver brug af sjældne jordarters ressourcer, og mit land har 70% af verdens sjældne jordarters ressourcer, og den samlede produktion af NdFeB magnetiske materialer når 80% af verden, så Kina er mere opsat på at bruge permanentmagnet synkronmotorer.

Udenlandske Tesla og BMW bruger permanentmagnet synkronmotorer og AC asynkronmotorer til at udvikle i samarbejde.Fra applikationsstrukturens perspektiv er synkronmotor med permanent magnet det almindelige valg for nye energikøretøjer.

Omkostningerne til permanentmagnetmaterialer tegner sig for omkring 30% af omkostningerne ved permanentmagnetsynkronmotorer.Råmaterialerne til fremstilling af synkronmotorer med permanent magnet omfatter hovedsageligt neodymjernbor, siliciumstålplader, kobber og aluminium.Blandt dem bruges permanentmagnetmaterialet neodymjernbor hovedsageligt til fremstilling af rotor permanente magneter, og omkostningssammensætningen er omkring 30%;silicium stålplader bruges hovedsageligt til at lave tilpasset. Omkostningssammensætningen af ​​rotorkernen er omkring 20%;omkostningssammensætningen af ​​statorviklingen er omkring 15%;omkostningssammensætningen af ​​motorakslen er omkring 5%;og omkostningssammensætningen af ​​motorkappen er omkring 15%.

Hvorfor erOSG permanent magnet motorer skrue luft kompressormere effektivt?

Den permanentmagnetiske synkronmotor er hovedsageligt sammensat af stator-, rotor- og skalkomponenter.Ligesom almindelige AC-motorer har statorkernen en lamineret struktur for at reducere jerntab på grund af hvirvelstrøms- og hystereseeffekter, når motoren kører;viklingerne er også normalt trefasede symmetriske strukturer, men parametervalget er helt anderledes.Rotordelen har forskellige former, herunder en permanentmagnetrotor med et startegernbur, og en indlejret eller overflademonteret ren permanentmagnetrotor.Rotorkernen kan laves til en solid struktur eller lamineres.Rotoren er udstyret med permanent magnetmateriale, som almindeligvis kaldes magnet.

Under normal drift af permanentmagnetmotoren er rotor- og statormagnetfelterne i synkron tilstand.Der er ingen induceret strøm i rotordelen, og der er intet rotorkobbertab, hysterese eller hvirvelstrømstab.Der er ingen grund til at overveje problemet med rotortab og opvarmning.Generelt drives permanentmagnetmotoren af ​​en speciel frekvensomformer og har naturligvis en blød startfunktion.Derudover er permanentmagnetmotoren en synkronmotor, som har karakteristikken til at justere effektfaktoren gennem intensiteten af ​​excitationen, så effektfaktoren kan designes til en specificeret værdi.

Fra udgangspunktet, på grund af det faktum, at permanentmagnetmotoren startes af en strømforsyning med variabel frekvens eller en understøttende inverter, er startprocessen for permanentmagnetmotoren meget let;det ligner starten af ​​en motor med variabel frekvens og undgår startfejl ved almindelige asynkronmotorer.

Kort sagt kan effektiviteten og effektfaktoren for permanentmagnetmotorer nå meget høj, strukturen er meget enkel, og markedet har været meget varmt i de sidste ti år.

Tab af excitationsfejl er imidlertid et uundgåeligt problem i permanentmagnetmotorer.Når strømmen er for stor eller temperaturen er for høj, vil temperaturen på motorviklingerne stige øjeblikkeligt, strømmen vil stige kraftigt, og de permanente magneter vil hurtigt miste excitation.I motorstyringen med permanent magnet er en overstrømsbeskyttelsesanordning indstillet for at undgå problemet med, at motorens statorvikling bliver brændt, men det resulterende tab af excitation og nedlukning af udstyr er uundgåeligt.