Perchè i motori sincroni à magneti permanenti diventanu i motori principali di azionamentu?
U mutore elettricu pò cunvertisce l'energia elettrica in energia meccanica, è trasferisce l'energia meccanica à e rote per mezu di u sistema di trasmissione per guidà u veiculu. Hè unu di i sistemi di trasmissione principali di i veiculi di nova energia. Attualmente, i motori di trasmissione cumunemente usati in i veiculi di nova energia sò principalmente motori sincroni à magneti permanenti è motori asincroni AC. A maiò parte di i veiculi di nova energia utilizanu motori sincroni à magneti permanenti. E cumpagnie automobilistiche rappresentative includenu BYD, Li Auto, ecc. Alcuni veiculi utilizanu motori asincroni AC. I motori elettrici rapprisentanu cumpagnie automobilistiche cum'è Tesla è Mercedes-Benz.
Un mutore asincronu hè cumpostu principalmente da un statore stazionariu è un rotore rotante. Quandu l'avvolgimentu di u statore hè cunnessu à l'alimentazione CA, u rotore gira è produce putenza. U principiu principale hè chì quandu l'avvolgimentu di u statore hè energizatu (corrente alternata), forma un campu elettromagneticu rotante, è l'avvolgimentu di u rotore hè un conduttore chjusu chì taglia continuamente e linee di induzione magnetica di u statore in u campu magneticu rotante di u statore. Sicondu a lege di Faraday, quandu un conduttore chjusu taglia a linea di induzione magnetica, una corrente serà generata, è a corrente genererà un campu elettromagneticu. In questu mumentu, ci sò dui campi elettromagnetici: unu hè u campu elettromagneticu di u statore cunnessu à a corrente alternata esterna, è l'altru hè generatu tagliendu a linea di induzione elettromagnetica di u statore. Campu elettromagneticu di u rotore. Sicondu a lege di Lenz, a corrente indotta resisterà sempre à a causa di a corrente indotta, vale à dì, pruvà à impedisce à i conduttori nantu à u rotore di taglià e linee di induzione magnetica di u campu magneticu rotante di u statore. U risultatu hè: i cunduttori di u rotore "raggiungeranu" quellu di u statore. U campu elettromagneticu rotante significa chì u rotore insegue u campu magneticu rotante di u statore, è infine u mutore cumencia à girà. Durante u prucessu, a velocità di rotazione di u rotore (n2) è a velocità di rotazione di u statore (n1) sò fora di sincronia (a differenza di velocità hè di circa 2-6%). Dunque, si chjama mutore AC asincronu. À u cuntrariu, se a velocità di rotazione hè a listessa, si chjama mutore sincronu.
U mutore sincronu à magneti permanenti hè ancu un tipu di mutore AC. U so rotore hè fattu d'acciaiu cù magneti permanenti. Quandu u mutore funziona, u statore hè energizatu per generà un campu magneticu rotante per spinghje u rotore à girà. "Sincronizazione" significa chì a rotazione di u rotore durante u funziunamentu in statu stazionariu A velocità hè sincronizata cù a velocità di rotazione di u campu magneticu. I motori sincroni à magneti permanenti anu un rapportu putenza-pesu più altu, sò più chjuchi in dimensioni, più ligeri in pesu, anu una coppia di uscita più grande è anu eccellenti prestazioni di velocità limite è di frenata. Dunque, i motori sincroni à magneti permanenti sò diventati u veiculu elettricu più utilizatu oghje. di u mutore elettricu. Tuttavia, quandu u materiale di u magnetu permanente hè sottumessu à vibrazioni, alta temperatura è corrente di sovraccaricu, a so permeabilità magnetica pò diminuisce, o pò accade una smagnetizazione, chì pò riduce e prestazioni di u mutore à magneti permanenti. Inoltre, i motori sincroni à magneti permanenti di terre rare utilizanu materiali di terre rare, è u costu di fabricazione ùn hè micca stabile.
In paragone cù i motori sincroni à magneti permanenti, i motori asincroni anu bisognu d'assorbe energia elettrica per l'eccitazione quandu funzionanu, ciò chì cunsuma energia elettrica è riduce l'efficienza di u mutore. I motori à magneti permanenti sò più cari per via di l'aghjunta di magneti permanenti.
I mudelli chì sceglienu i motori asincroni AC tendenu à dà priorità à e prestazioni è à prufittà di i vantaghji di prestazione è efficienza di i motori asincroni AC à alta velocità. U mudellu rappresentativu hè u primu Model S. Caratteristiche principali: Quandu a vittura viaghja à alta velocità, pò mantene un funziunamentu à alta velocità è un usu efficiente di l'energia elettrica, riducendu u cunsumu d'energia pur mantenendu a massima putenza;
I mudelli chì sceglienu motori sincroni à magneti permanenti tendenu à dà priorità à u cunsumu energeticu è utilizanu e prestazioni è u funziunamentu efficiente di i motori sincroni à magneti permanenti à basse velocità, ciò chì li rende adatti per e vitture di dimensioni chjuche è medie. E so caratteristiche sò dimensioni ridotte, pesu ligeru è durata di batteria estesa. À u listessu tempu, hà una bona prestazione di regulazione di a velocità è pò mantene una alta efficienza quandu si trova di fronte à partenze, arresti, accelerazioni è decelerazioni ripetute.
I motori sincroni à magneti permanenti sò i principali. Sicondu e statistiche di a "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" publicata da l'Advanced Industry Research Institute (GGII), a capacità installata naziunale di i motori di trasmissione di veiculi à energia nova da ghjennaghju à aostu 2022 era di circa 3,478 milioni di unità, un aumentu di u 101% annantu à l'annu precedente. Frà elle, a capacità installata di i motori sincroni à magneti permanenti era di 3,329 milioni di unità, un aumentu di u 106% annantu à l'annu precedente; a capacità installata di i motori asincroni à corrente alternata era di 1,295 milioni di unità, un aumentu di u 22%.
I motori sincroni à magneti permanenti sò diventati i principali motori di trasmissione in u mercatu di e vitture di passageri puramente elettriche.
À ghjudicà da a selezzione di motori per i mudelli mainstream in casa è à l'esteru, i veiculi à nova energia lanciati da SAIC Motor domestichi, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, ecc. utilizanu tutti motori sincroni à magneti permanenti. I motori sincroni à magneti permanenti sò principalmente aduprati in Cina. Prima, perchè i motori sincroni à magneti permanenti anu una bona prestazione à bassa velocità è una alta efficienza di cunversione, chì sò assai adatti per cundizioni di travagliu cumplesse cù partenze è arresti frequenti in u trafficu urbanu. Siconda, per via di i magneti permanenti di neodimio ferru boro in i motori sincroni à magneti permanenti. I materiali richiedenu l'usu di risorse di terre rare, è u mo paese hà u 70% di e risorse di terre rare di u mondu, è a pruduzzione tutale di materiali magnetichi NdFeB righjunghje l'80% di u mondu, dunque a Cina hè più interessata à aduprà motori sincroni à magneti permanenti.
Tesla è BMW straniere utilizanu motori sincroni à magneti permanenti è motori asincroni AC per sviluppà in cullaburazione. Da u puntu di vista di a struttura di l'applicazione, u mutore sincronu à magneti permanenti hè a scelta principale per i veiculi à nova energia.
U costu di i materiali à magneti permanenti rapprisenta circa u 30% di u costu di i motori sincroni à magneti permanenti. E materie prime per a fabricazione di motori sincroni à magneti permanenti includenu principalmente neodimiu ferru boru, lamiere d'acciaio à u silicone, rame è aluminiu. Frà elle, u materiale à magneti permanenti neodimiu ferru boru hè principalmente adupratu per fà magneti permanenti di u rotore, è a cumpusizione di u costu hè di circa u 30%; e lamiere d'acciaio à u silicone sò principalmente aduprate per fà persunalizati A cumpusizione di u costu di u core di u rotore hè di circa u 20%; a cumpusizione di u costu di l'avvolgimentu di u statore hè di circa u 15%; a cumpusizione di u costu di l'alberu di u mutore hè di circa u 5%; è a cumpusizione di u costu di a carcassa di u mutore hè di circa u 15%.
Perchè sòCompressore d'aria à vite per motori à magneti permanenti OSGpiù efficiente?
U mutore sincronu à magneti permanenti hè cumpostu principalmente di cumpunenti di statore, rotore è gusciu. Cum'è i motori AC ordinarii, u core di u statore hà una struttura laminata per riduce a perdita di ferru per via di l'effetti di currenti parassite è isteresi quandu u mutore hè in funzione; l'avvolgimenti sò ancu di solitu strutture simmetriche trifase, ma a selezzione di i parametri hè abbastanza diversa. A parte di u rotore hà varie forme, cumprese un rotore à magneti permanenti cù una gabbia di scoiattolu di partenza, è un rotore à magneti permanenti puri integratu o muntatu in superficia. U core di u rotore pò esse trasfurmatu in una struttura solida o laminatu. U rotore hè dotatu di materiale à magneti permanenti, chì hè cumunemente chjamatu magnete.
In u funziunamentu nurmale di u mutore à magneti permanenti, i campi magnetichi di u rotore è di u statore sò in un statu sincronu. Ùn ci hè micca corrente indotta in a parte di u rotore, è ùn ci hè micca perdita di rame di u rotore, isteresi, o perdita di currenti parassite. Ùn ci hè bisognu di cunsiderà u prublema di a perdita è di u riscaldamentu di u rotore. In generale, u mutore à magneti permanenti hè alimentatu da un convertitore di frequenza speciale è hà naturalmente una funzione di avviamentu dolce. Inoltre, u mutore à magneti permanenti hè un mutore sincronu, chì hà a caratteristica di aghjustà u fattore di putenza per mezu di l'intensità di l'eccitazione, cusì u fattore di putenza pò esse cuncipitu à un valore specificatu.
Da u puntu di vista di partenza, per via di u fattu chì u mutore à magneti permanenti hè avviatu da una alimentazione à frequenza variabile o da un inverter di supportu, u prucessu di avviamentu di u mutore à magneti permanenti hè assai faciule; hè simile à l'avviamentu di un mutore à frequenza variabile, è evita i difetti di partenza di i motori asincroni à gabbia ordinarii.
In breve, l'efficienza è u fattore di putenza di i motori à magneti permanenti ponu ghjunghje à livelli assai alti, a struttura hè assai simplice, è u mercatu hè statu assai caldu in l'ultimi deci anni.
Tuttavia, a perdita di guastu di eccitazione hè un prublema inevitabile in i motori à magneti permanenti. Quandu a corrente hè troppu grande o a temperatura hè troppu alta, a temperatura di l'avvolgimenti di u mutore aumenterà istantaneamente, a corrente aumenterà bruscamente, è i magneti permanenti perderanu rapidamente l'eccitazione. In u cuntrollu di u mutore à magneti permanenti, un dispositivu di prutezzione di sovracorrente hè stallatu per evità u prublema di a brusgiatura di l'avvolgimentu di u statore di u mutore, ma a perdita di eccitazione risultante è l'arrestu di l'equipaggiu sò inevitabili.
Data di publicazione: 12 dicembre 2023
