Bakit ang mga permanent magnet synchronous motor ang nagiging pangunahing drive motor?
Kayang i-convert ng motor na de-kuryente ang enerhiyang elektrikal tungo sa enerhiyang mekanikal, at ilipat ang enerhiyang mekanikal papunta sa mga gulong sa pamamagitan ng sistema ng transmisyon upang patakbuhin ang sasakyan. Isa ito sa mga pangunahing sistema ng pagmamaneho ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Sa kasalukuyan, ang mga karaniwang ginagamit na drive motor sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay pangunahing mga permanent magnet synchronous motor at AC asynchronous motor. Karamihan sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay gumagamit ng permanent magnet synchronous motor. Kabilang sa mga kinatawan ng mga kumpanya ng sasakyan ang BYD, Li Auto, atbp. Ang ilang mga sasakyan ay gumagamit ng AC asynchronous motor. Ang mga electric motor ay kumakatawan sa mga kumpanya ng sasakyan tulad ng Tesla at Mercedes-Benz.
Ang isang asynchronous motor ay pangunahing binubuo ng isang nakatigil na stator at isang umiikot na rotor. Kapag ang stator winding ay nakakonekta sa AC power supply, ang rotor ay iikot at maglalabas ng kuryente. Ang pangunahing prinsipyo ay kapag ang stator winding ay binigyan ng enerhiya (alternating current), ito ay bubuo ng isang umiikot na electromagnetic field, at ang rotor winding ay isang saradong konduktor na patuloy na pumuputol sa mga magnetic induction lines ng stator sa umiikot na magnetic field ng stator. Ayon sa batas ni Faraday, kapag ang isang saradong konduktor ay pumuputol sa magnetic induction line, isang kuryente ang mabubuo, at ang kuryente ay bubuo ng isang electromagnetic field. Sa oras na ito, mayroong dalawang electromagnetic field: ang isa ay ang electromagnetic field ng stator na konektado sa panlabas na alternating current, at ang isa ay nabubuo sa pamamagitan ng pagputol sa electromagnetic induction line ng stator. Rotor electromagnetic field. Ayon sa batas ni Lenz, ang induced current ay palaging lalaban sa sanhi ng induced current, ibig sabihin, susubukang pigilan ang mga konduktor sa rotor sa pagputol sa mga magnetic induction lines ng umiikot na magnetic field ng stator. Ang resulta ay: ang mga konduktor sa rotor ay "hahabulin" ang stator. Ang umiikot na electromagnetic field ay nangangahulugan na hinahabol ng rotor ang umiikot na magnetic field ng stator, at sa huli ay nagsisimulang umikot ang motor. Sa proseso, ang bilis ng pag-ikot ng rotor (n2) at ang bilis ng pag-ikot ng stator (n1) ay hindi magkasabay (ang pagkakaiba sa bilis ay humigit-kumulang 2-6%). Samakatuwid, ito ay tinatawag na asynchronous AC motor. Sa kabaligtaran, kung ang bilis ng pag-ikot ay pareho, ito ay tinatawag na synchronous motor.
Ang permanent magnet synchronous motor ay isa ring uri ng AC motor. Ang rotor nito ay gawa sa bakal na may permanenteng magnet. Kapag gumagana ang motor, ang stator ay pinapagana upang makabuo ng umiikot na magnetic field upang itulak ang rotor upang umikot. Ang "synchronization" ay nangangahulugan na ang bilis ng pag-ikot ng rotor habang nasa steady-state operation ay naka-synchronize sa bilis ng pag-ikot ng magnetic field. Ang permanent magnet synchronous motors ay may mas mataas na power-to-weight ratio, mas maliit ang laki, mas magaan ang timbang, mas malaki ang output torque, at may mahusay na limit speed at braking performance. Samakatuwid, ang permanent magnet synchronous motors ang naging pinakamalawak na ginagamit na electric vehicle ngayon. Gayunpaman, kapag ang permanent magnet material ay sumailalim sa vibration, mataas na temperatura at overload current, maaaring bumaba ang magnetic permeability nito, o maaaring magkaroon ng demagnetization, na maaaring makabawas sa performance ng permanent magnet motor. Bukod pa rito, ang rare earth permanent magnet synchronous motors ay gumagamit ng rare earth materials, at ang gastos sa paggawa ay hindi matatag.
Kung ikukumpara sa mga permanenteng magnet synchronous motor, ang mga asynchronous motor ay kailangang sumipsip ng enerhiyang elektrikal para sa excitation kapag gumagana, na kumokonsumo ng enerhiyang elektrikal at magbabawas sa kahusayan ng motor. Mas mahal ang mga permanenteng magnet motor dahil sa pagdaragdag ng mga permanenteng magnet.
Ang mga modelong pumipili ng AC asynchronous motor ay may posibilidad na unahin ang pagganap at sinasamantala ang output ng pagganap at mga bentahe ng kahusayan ng mga AC asynchronous motor sa matataas na bilis. Ang kinatawan na modelo ay ang unang Model S. Mga Pangunahing Tampok: Kapag ang sasakyan ay nagmamaneho sa mataas na bilis, mapapanatili nito ang mataas na bilis ng operasyon at mahusay na paggamit ng enerhiyang elektrikal, na binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya habang pinapanatili ang pinakamataas na output ng kuryente;
Ang mga modelong pumipili ng permanent magnet synchronous motors ay may posibilidad na unahin ang pagkonsumo ng enerhiya at gamitin ang performance output at mahusay na operasyon ng permanent magnet synchronous motors sa mababang bilis, kaya angkop ang mga ito para sa maliliit at katamtamang laki ng mga sasakyan. Ang mga katangian nito ay maliit na sukat, magaan, at mas mahabang buhay ng baterya. Kasabay nito, mayroon itong mahusay na performance sa pag-regulate ng bilis at maaaring mapanatili ang mataas na kahusayan kapag nahaharap sa paulit-ulit na pagsisimula, paghinto, pagbilis at pagbagal.
Nangingibabaw ang mga permanenteng magnet synchronous motor. Ayon sa estadistika mula sa "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" na inilabas ng Advanced Industry Research Institute (GGII), ang domestic installed capacity ng mga bagong energy vehicle drive motor mula Enero hanggang Agosto 2022 ay humigit-kumulang 3.478 milyong unit, isang year-on-year na pagtaas na 101%. Sa mga ito, ang installed capacity ng mga permanenteng magnet synchronous motor ay 3.329 milyong unit, isang year-on-year na pagtaas na 106%; ang installed capacity ng mga AC asynchronous motor ay 1.295 milyong unit, isang year-on-year na pagtaas na 22%.
Ang mga permanenteng magnet synchronous motor ay naging pangunahing mga drive motor sa merkado ng purong electric na pampasaherong sasakyan.
Batay sa pagpili ng mga motor para sa mga pangunahing modelo sa loob at labas ng bansa, ang mga bagong sasakyang pang-enerhiya na inilunsad ng mga lokal na SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, atbp. ay pawang gumagamit ng permanent magnet synchronous motors. Ang mga permanent magnet synchronous motors ay pangunahing ginagamit sa Tsina. Una, dahil ang mga permanent magnet synchronous motors ay may mahusay na low-speed performance at mataas na conversion efficiency, na angkop para sa mga kumplikadong kondisyon ng pagtatrabaho na may madalas na pagsisimula at paghinto sa trapiko sa lungsod. Pangalawa, dahil sa neodymium iron boron permanent magnets sa mga permanent magnet synchronous motors. Ang mga materyales ay nangangailangan ng paggamit ng mga rare earth resources, at ang aking bansa ay may 70% ng mga rare earth resources sa mundo, at ang kabuuang output ng mga NdFeB magnetic materials ay umaabot sa 80% ng mundo, kaya mas masigasig ang Tsina sa paggamit ng mga permanent magnet synchronous motors.
Ang mga dayuhang Tesla at BMW ay gumagamit ng permanent magnet synchronous motors at AC asynchronous motors upang bumuo nang sama-sama. Mula sa perspektibo ng istruktura ng aplikasyon, ang permanent magnet synchronous motor ang pangunahing pagpipilian para sa mga bagong sasakyang enerhiya.
Ang halaga ng mga permanenteng magnetong materyales ay bumubuo ng humigit-kumulang 30% ng halaga ng mga permanenteng magnetong synchronous motor. Ang mga hilaw na materyales para sa paggawa ng mga permanenteng magnetong synchronous motor ay pangunahing kinabibilangan ng neodymium iron boron, silicon steel sheet, tanso at aluminyo. Kabilang sa mga ito, ang permanenteng magnetong materyal na neodymium iron boron ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga rotor permanent magnet, at ang komposisyon ng gastos ay humigit-kumulang 30%; ang mga silicon steel sheet ay pangunahing ginagamit sa paggawa ng mga customized na materyales. Ang komposisyon ng gastos ng rotor core ay humigit-kumulang 20%; ang komposisyon ng gastos ng stator winding ay humigit-kumulang 15%; ang komposisyon ng gastos ng motor shaft ay humigit-kumulang 5%; at ang komposisyon ng gastos ng motor shell ay humigit-kumulang 15%.
Bakitmga motor na permanenteng magnet ng OSG na may screw air compressormas mahusay?
Ang permanent magnet synchronous motor ay pangunahing binubuo ng mga bahagi ng stator, rotor, at shell. Tulad ng mga ordinaryong AC motor, ang stator core ay may laminated na istraktura upang mabawasan ang pagkawala ng bakal dahil sa eddy current at hysteresis effect kapag tumatakbo ang motor; ang mga winding ay karaniwang three-phase symmetrical na istraktura, ngunit ang pagpili ng parameter ay medyo naiiba. Ang bahagi ng rotor ay may iba't ibang anyo, kabilang ang isang permanent magnet rotor na may starting squirrel cage, at isang embedded o surface-mounted na purong permanent magnet rotor. Ang rotor core ay maaaring gawing solidong istraktura o laminated. Ang rotor ay nilagyan ng permanent magnet material, na karaniwang tinatawag na magnet.
Sa ilalim ng normal na operasyon ng permanent magnet motor, ang mga magnetic field ng rotor at stator ay nasa isang synchronous state. Walang induced current sa bahagi ng rotor, at walang pagkawala ng tanso sa rotor, hysteresis, o pagkawala ng eddy current. Hindi na kailangang isaalang-alang ang problema ng pagkawala at pag-init ng rotor. Sa pangkalahatan, ang permanent magnet motor ay pinapagana ng isang espesyal na frequency converter at natural na may soft start function. Bukod pa rito, ang permanent magnet motor ay isang synchronous motor, na may katangian ng pagsasaayos ng power factor sa pamamagitan ng intensity ng excitation, kaya ang power factor ay maaaring idisenyo sa isang tinukoy na halaga.
Mula sa panimulang pananaw, dahil ang permanenteng magnet motor ay pinapagana ng isang variable frequency power supply o isang sumusuportang inverter, ang proseso ng pagpapagana ng permanenteng magnet motor ay napakadali; ito ay katulad ng pagpapagana ng isang variable frequency motor, at iniiwasan ang mga depekto sa pagpapagana ng mga ordinaryong cage asynchronous motor.
Sa madaling salita, ang kahusayan at power factor ng mga permanenteng magnet motor ay maaaring umabot sa napakataas, ang istraktura ay napakasimple, at ang merkado ay naging napakainit sa nakalipas na sampung taon.
Gayunpaman, ang pagkawala ng excitation failure ay isang hindi maiiwasang problema sa mga permanenteng magnet motor. Kapag ang kuryente ay masyadong malaki o ang temperatura ay masyadong mataas, ang temperatura ng mga winding ng motor ay agad na tataas, ang kuryente ay biglang tataas, at ang mga permanenteng magnet ay mabilis na mawawalan ng excitation. Sa permanenteng magnet motor control, isang over-current protection device ang nakatakda upang maiwasan ang problema ng pagkasunog ng stator winding ng motor, ngunit ang nagreresultang pagkawala ng excitation at pag-shutdown ng kagamitan ay hindi maiiwasan.
Oras ng pag-post: Disyembre 12, 2023
