Waarom worden synchrone motoren met permanente magneet de hoofdaandrijfmotoren?

Waarom worden synchrone motoren met permanente magneet de hoofdaandrijfmotoren?

De elektromotor kan elektrische energie omzetten in mechanische energie en de mechanische energie via het transmissiesysteem naar de wielen overbrengen om het voertuig aan te drijven.Het is een van de belangrijkste aandrijfsystemen van nieuwe energievoertuigen.Momenteel zijn de algemeen gebruikte aandrijfmotoren in nieuwe energievoertuigen voornamelijk synchrone motoren met permanente magneet en asynchrone AC-motoren.De meeste nieuwe energievoertuigen maken gebruik van synchrone motoren met permanente magneet.Representatieve autobedrijven zijn onder meer BYD, Li Auto, enz. Sommige voertuigen gebruiken asynchrone AC-motoren.Elektromotoren vertegenwoordigen autobedrijven als Tesla en Mercedes-Benz.

Een asynchrone motor bestaat hoofdzakelijk uit een stationaire stator en een roterende rotor.Wanneer de statorwikkeling is aangesloten op de wisselstroomvoeding, zal de rotor draaien en stroom afgeven.Het belangrijkste principe is dat wanneer de statorwikkeling wordt bekrachtigd (wisselstroom), deze een roterend elektromagnetisch veld zal vormen, en de rotorwikkeling een gesloten geleider is die continu de magnetische inductielijnen van de stator doorsnijdt in het roterende magnetische veld van de stator.Volgens de wet van Faraday zal er, wanneer een gesloten geleider de magnetische inductielijn doorsnijdt, een stroom worden gegenereerd en zal de stroom een ​​elektromagnetisch veld genereren.Op dit moment zijn er twee elektromagnetische velden: het ene is het elektromagnetische veld van de stator dat is verbonden met de externe wisselstroom, en het andere wordt gegenereerd door het doorsnijden van de elektromagnetische inductielijn van de stator.Elektromagnetisch veld van de rotor.Volgens de wet van Lenz zal de geïnduceerde stroom altijd weerstand bieden aan de oorzaak van de geïnduceerde stroom, dat wil zeggen proberen te voorkomen dat de geleiders op de rotor de magnetische inductielijnen van het roterende magnetische veld van de stator doorsnijden.Het resultaat is: de geleiders op de rotor zullen die van de stator "inhalen". Het roterende elektromagnetische veld betekent dat de rotor het roterende magnetische veld van de stator achtervolgt, en uiteindelijk begint de motor te draaien.Tijdens het proces zijn de rotatiesnelheid van de rotor (n2) en de rotatiesnelheid van de stator (n1) niet synchroon (het snelheidsverschil is ongeveer 2-6%).Daarom wordt het een asynchrone AC-motor genoemd.Integendeel, als de rotatiesnelheid hetzelfde is, wordt dit een synchrone motor genoemd.

De synchrone motor met permanente magneet is ook een type AC-motor.De rotor is gemaakt van staal met permanente magneten.Wanneer de motor werkt, wordt de stator bekrachtigd om een ​​roterend magnetisch veld te genereren dat de rotor ertoe aanzet te roteren."Synchronisatie" betekent dat de rotatie van de rotor tijdens stationair bedrijf De snelheid wordt gesynchroniseerd met de rotatiesnelheid van het magnetische veld.Synchrone motoren met permanente magneet hebben een hogere vermogen-gewichtsverhouding, zijn kleiner van formaat, lichter van gewicht, hebben een groter uitgangskoppel en hebben uitstekende grenssnelheid en remprestaties.Daarom zijn synchrone motoren met permanente magneet tegenwoordig het meest gebruikte elektrische voertuig geworden.van elektromotor.Wanneer het materiaal van de permanente magneet echter wordt blootgesteld aan trillingen, hoge temperaturen en overbelastingsstroom, kan de magnetische permeabiliteit ervan afnemen of kan demagnetisatie optreden, wat de prestaties van de permanente magneetmotor kan verminderen.Bovendien gebruiken synchrone motoren met permanente magneet zeldzame aardmaterialen zeldzame aardmaterialen en zijn de productiekosten niet stabiel.

Vergeleken met synchrone motoren met permanente magneet moeten asynchrone motoren tijdens het werken elektrische energie absorberen voor excitatie, wat elektrische energie verbruikt en de efficiëntie van de motor vermindert.Permanente magneetmotoren zijn duurder door de toevoeging van permanente magneten.

Modellen die asynchrone AC-motoren kiezen, geven doorgaans voorrang aan prestaties en profiteren van de prestatie- en efficiëntievoordelen van asynchrone AC-motoren bij hoge snelheden.Het representatieve model is het vroege Model S. Belangrijkste kenmerken: Wanneer de auto op hoge snelheid rijdt, kan hij op hoge snelheid blijven rijden en efficiënt gebruik maken van elektrische energie, waardoor het energieverbruik wordt verminderd terwijl het maximale vermogen behouden blijft;

Modellen die kiezen voor synchrone motoren met permanente magneet hebben de neiging prioriteit te geven aan het energieverbruik en maken gebruik van de prestatie en efficiënte werking van synchrone motoren met permanente magneet bij lage snelheden, waardoor ze geschikt zijn voor kleine en middelgrote auto's.De kenmerken zijn klein formaat, licht van gewicht en langere levensduur van de batterij.Tegelijkertijd beschikt hij over goede snelheidsregelprestaties en kan hij een hoog rendement behouden bij herhaaldelijk starten, stoppen, versnellen en vertragen.

Synchrone motoren met permanente magneet domineren.Volgens statistieken van de "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database", uitgegeven door het Advanced Industry Research Institute (GGII), bedroeg de binnenlandse geïnstalleerde capaciteit van aandrijfmotoren voor nieuwe energievoertuigen van januari tot augustus 2022 ongeveer 3,478 miljoen eenheden, een jaar later. -jaarlijkse stijging van 101%.Onder hen bedroeg de geïnstalleerde capaciteit van synchrone motoren met permanente magneet 3,329 miljoen eenheden, een stijging op jaarbasis van 106%;de geïnstalleerde capaciteit van asynchrone AC-motoren bedroeg 1,295 miljoen eenheden, een stijging op jaarbasis van 22%.

Synchrone motoren met permanente magneet zijn de belangrijkste aandrijfmotoren geworden op de markt voor puur elektrische personenauto's.

Afgaande op de selectie van motoren voor reguliere modellen in binnen- en buitenland, gebruiken nieuwe energievoertuigen gelanceerd door de binnenlandse SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, enz. allemaal synchrone motoren met permanente magneet.Synchrone motoren met permanente magneet worden voornamelijk in China gebruikt.Ten eerste omdat synchrone motoren met permanente magneet goede prestaties bij lage snelheden en een hoge conversie-efficiëntie hebben, die zeer geschikt zijn voor complexe werkomstandigheden met veelvuldig starten en stoppen in stadsverkeer.Ten tweede vanwege de permanente magneten van neodymium-ijzer-borium in synchrone motoren met permanente magneten.De materialen vereisen het gebruik van zeldzame aardmetalen, en mijn land beschikt over 70% van de zeldzame aardmetalen ter wereld, en de totale productie van magnetische NdFeB-materialen bereikt 80% van de wereld, dus China is meer geïnteresseerd in het gebruik van synchrone motoren met permanente magneten.

Buitenlandse Tesla en BMW gebruiken synchrone motoren met permanente magneet en asynchrone AC-motoren om gezamenlijk te ontwikkelen.Vanuit het perspectief van de toepassingsstructuur is een synchrone motor met permanente magneet de reguliere keuze voor voertuigen op nieuwe energie.

De kosten van materialen met permanente magneten bedragen ongeveer 30% van de kosten van synchrone motoren met permanente magneten.De grondstoffen voor de productie van synchrone motoren met permanente magneten omvatten voornamelijk neodymium-ijzerborium, siliciumstaalplaten, koper en aluminium.Onder hen wordt het permanente magneetmateriaal neodymium-ijzerborium voornamelijk gebruikt om permanente rotormagneten te maken, en de kostensamenstelling bedraagt ​​ongeveer 30%;siliciumstaalplaten worden voornamelijk gebruikt om maatwerk te maken. De kostensamenstelling van de rotorkern bedraagt ​​ongeveer 20%;de kostensamenstelling van de statorwikkeling is ongeveer 15%;de kostensamenstelling van de motoras is ongeveer 5%;en de kostensamenstelling van de motoromhulling is ongeveer 15%.

Waarom zijnOSG permanente magneetmotoren schroefluchtcompressorefficiënter?

De synchrone motor met permanente magneet bestaat hoofdzakelijk uit stator-, rotor- en schaalcomponenten.Net als gewone AC-motoren heeft de statorkern een gelamineerde structuur om ijzerverlies als gevolg van wervelstroom- en hysterese-effecten te verminderen wanneer de motor draait;de wikkelingen zijn meestal ook driefasige symmetrische structuren, maar de parameterselectie is heel anders.Het rotordeel kent verschillende vormen, waaronder een permanente magneetrotor met een startende eekhoornkooi, en een ingebedde of opbouw pure permanente magneetrotor.De rotorkern kan in een massieve structuur worden gemaakt of worden gelamineerd.De rotor is uitgerust met permanent magneetmateriaal, dat gewoonlijk magneet wordt genoemd.

Bij normaal bedrijf van de permanentmagneetmotor bevinden de magnetische velden van de rotor en de stator zich in een synchrone toestand.Er is geen geïnduceerde stroom in het rotorgedeelte en er is geen koperverlies, hysteresis of wervelstroomverlies in de rotor.Het is niet nodig om rekening te houden met het probleem van rotorverlies en verwarming.Over het algemeen wordt de permanentmagneetmotor aangedreven door een speciale frequentieomvormer en beschikt uiteraard over een softstartfunctie.Bovendien is de permanentmagneetmotor een synchrone motor, die het kenmerk heeft dat de arbeidsfactor wordt aangepast door de intensiteit van de bekrachtiging, zodat de arbeidsfactor op een bepaalde waarde kan worden ontworpen.

Vanuit het startoogpunt is het startproces van de permanente magneetmotor zeer eenvoudig, omdat de permanentmagneetmotor wordt gestart door een voeding met variabele frequentie of een ondersteunende omvormer;het is vergelijkbaar met het starten van een motor met variabele frequentie en vermijdt de startfouten van gewone asynchrone kooimotoren.

Kortom, de efficiëntie en arbeidsfactor van permanentmagneetmotoren kunnen zeer hoog zijn, de structuur is heel eenvoudig en de markt is de afgelopen tien jaar erg heet geweest.

Verlies van bekrachtigingsfouten is echter een onvermijdelijk probleem bij permanentmagneetmotoren.Wanneer de stroom te groot is of de temperatuur te hoog is, zal de temperatuur van de motorwikkelingen onmiddellijk stijgen, zal de stroom scherp toenemen en zullen de permanente magneten snel hun excitatie verliezen.Bij de motorbesturing met permanente magneet is een overstroombeveiliging ingesteld om te voorkomen dat de statorwikkeling van de motor verbrandt, maar het resulterende verlies aan bekrachtiging en het uitschakelen van de apparatuur zijn onvermijdelijk.