Perché i motori sincroni a magneti permanenti diventano i principali motori di azionamento?
Il motore elettrico può convertire l'energia elettrica in energia meccanica e trasferire l'energia meccanica alle ruote attraverso il sistema di trasmissione per guidare il veicolo.È uno dei sistemi di guida principali dei veicoli a nuova energia.Attualmente, i motori di azionamento comunemente utilizzati nei veicoli a nuova energia sono principalmente motori sincroni a magneti permanenti e motori asincroni CA.La maggior parte dei veicoli a nuova energia utilizza motori sincroni a magneti permanenti.Le aziende automobilistiche rappresentative includono BYD, Li Auto, ecc. Alcuni veicoli utilizzano motori asincroni CA.I motori elettrici rappresentano case automobilistiche come Tesla e Mercedes-Benz.
Un motore asincrono è composto principalmente da uno statore stazionario e da un rotore rotante.Quando l'avvolgimento dello statore è collegato all'alimentazione CA, il rotore ruoterà e produrrà potenza.Il principio principale è che quando l'avvolgimento dello statore è energizzato (corrente alternata), formerà un campo elettromagnetico rotante e l'avvolgimento del rotore è un conduttore chiuso che taglia continuamente le linee di induzione magnetica dello statore nel campo magnetico rotante dello statore.Secondo la legge di Faraday, quando un conduttore chiuso taglia la linea di induzione magnetica, verrà generata una corrente e la corrente genererà un campo elettromagnetico.In questo momento, ci sono due campi elettromagnetici: uno è il campo elettromagnetico dello statore collegato alla corrente alternata esterna e l'altro è generato tagliando la linea di induzione elettromagnetica dello statore.Campo elettromagnetico del rotore.Secondo la legge di Lenz, la corrente indotta resisterà sempre alla causa della corrente indotta, cioè cercherà di impedire che i conduttori sul rotore interrompano le linee di induzione magnetica del campo magnetico rotante dello statore.Il risultato è: i conduttori del rotore "raggiungeranno" quelli dello statore. Il campo elettromagnetico rotante significa che il rotore insegue il campo magnetico rotante dello statore e infine il motore inizia a ruotare.Durante il processo, la velocità di rotazione del rotore (n2) e la velocità di rotazione dello statore (n1) non sono sincronizzate (la differenza di velocità è di circa il 2-6%).Pertanto, è chiamato motore CA asincrono.Se invece la velocità di rotazione è la stessa si parla di motore sincrono.
Anche il motore sincrono a magnete permanente è un tipo di motore CA.Il suo rotore è in acciaio con magneti permanenti.Quando il motore è in funzione, lo statore viene eccitato per generare un campo magnetico rotante per spingere il rotore a ruotare."Sincronizzazione" significa che la rotazione del rotore durante il funzionamento a regime La velocità è sincronizzata con la velocità di rotazione del campo magnetico.I motori sincroni a magneti permanenti hanno un rapporto peso/potenza più elevato, sono di dimensioni più piccole, più leggeri, hanno una coppia di uscita maggiore e hanno eccellenti prestazioni di velocità limite e frenata.Pertanto, i motori sincroni a magneti permanenti sono diventati oggi i veicoli elettrici più utilizzati.di motore elettrico.Tuttavia, quando il materiale del magnete permanente è soggetto a vibrazioni, temperatura elevata e corrente di sovraccarico, la sua permeabilità magnetica potrebbe diminuire o potrebbe verificarsi una smagnetizzazione, che potrebbe ridurre le prestazioni del motore a magnete permanente.Inoltre, i motori sincroni a magneti permanenti di terre rare utilizzano materiali di terre rare e il costo di produzione non è stabile.
Rispetto ai motori sincroni a magneti permanenti, i motori asincroni devono assorbire energia elettrica per l'eccitazione durante il funzionamento, il che consumerà energia elettrica e ridurrà l'efficienza del motore.I motori a magneti permanenti sono più costosi a causa dell'aggiunta di magneti permanenti.
I modelli che scelgono i motori asincroni CA tendono a dare priorità alle prestazioni e a sfruttare le prestazioni e i vantaggi in termini di efficienza dei motori asincroni CA ad alte velocità.Il modello rappresentativo è il primo Modello S. Caratteristiche principali: quando l'auto viaggia ad alta velocità, può mantenere il funzionamento ad alta velocità e un uso efficiente dell'energia elettrica, riducendo il consumo di energia mantenendo la massima potenza erogata;
I modelli che scelgono i motori sincroni a magneti permanenti tendono a dare priorità al consumo energetico e a sfruttare le prestazioni e il funzionamento efficiente dei motori sincroni a magneti permanenti a basse velocità, rendendoli adatti per auto di piccole e medie dimensioni.Le sue caratteristiche sono dimensioni ridotte, leggerezza e durata prolungata della batteria.Allo stesso tempo, ha buone prestazioni di regolazione della velocità e può mantenere un'elevata efficienza di fronte a ripetuti avviamenti, arresti, accelerazioni e decelerazioni.
Dominano i motori sincroni a magneti permanenti.Secondo le statistiche del "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" pubblicate dall'Advanced Industry Research Institute (GGII), la capacità installata a livello nazionale di motori per veicoli a nuova energia da gennaio ad agosto 2022 è stata di circa 3,478 milioni di unità, su base annua. aumento su base annua del 101%.Tra questi, la capacità installata di motori sincroni a magneti permanenti è stata di 3.329 milioni di unità, con un aumento su base annua del 106%;la capacità installata di motori asincroni AC è stata di 1.295 milioni di unità, con un incremento su base annua del 22%.
I motori sincroni a magneti permanenti sono diventati i principali motori di azionamento nel mercato delle autovetture elettriche pure.
A giudicare dalla selezione di motori per i modelli tradizionali in patria e all'estero, i nuovi veicoli energetici lanciati da SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, ecc., utilizzano tutti motori sincroni a magneti permanenti.I motori sincroni a magneti permanenti sono utilizzati principalmente in Cina.Innanzitutto perché i motori sincroni a magneti permanenti hanno buone prestazioni a bassa velocità e un'elevata efficienza di conversione, che sono molto adatti a condizioni di lavoro complesse con frequenti avviamenti e arresti nel traffico urbano.In secondo luogo, a causa dei magneti permanenti al neodimio ferro boro nei motori sincroni a magneti permanenti.I materiali richiedono l'uso di risorse di terre rare e il mio paese ha il 70% delle risorse mondiali di terre rare e la produzione totale di materiali magnetici NdFeB raggiunge l'80% del mondo, quindi la Cina è più interessata all'utilizzo di motori sincroni a magneti permanenti.
Tesla e BMW straniere utilizzano motori sincroni a magneti permanenti e motori asincroni CA per sviluppare in collaborazione.Dal punto di vista della struttura applicativa, il motore sincrono a magnete permanente è la scelta principale per i veicoli a nuova energia.
Il costo dei materiali a magneti permanenti rappresenta circa il 30% del costo dei motori sincroni a magneti permanenti.Le materie prime per la produzione di motori sincroni a magneti permanenti comprendono principalmente neodimio ferro boro, lamiere di acciaio al silicio, rame e alluminio.Tra questi, il materiale del magnete permanente neodimio ferro boro viene utilizzato principalmente per realizzare magneti permanenti del rotore e la composizione dei costi è di circa il 30%;le lamiere di acciaio al silicio vengono utilizzate principalmente per realizzare prodotti personalizzati. La composizione dei costi del nucleo del rotore è di circa il 20%;la composizione dei costi dell'avvolgimento dello statore è di circa il 15%;la composizione del costo dell'albero motore è di circa il 5%;e la composizione dei costi dell'involucro del motore è di circa il 15%.
Perché seiCompressore d'aria a vite con motori a magneti permanenti OSGpiù efficiente?
Il motore sincrono a magnete permanente è composto principalmente da componenti di statore, rotore e guscio.Come i normali motori CA, il nucleo dello statore ha una struttura laminata per ridurre la perdita di ferro dovuta alle correnti parassite e agli effetti di isteresi quando il motore è in funzione;anche gli avvolgimenti sono solitamente strutture simmetriche trifase, ma la selezione dei parametri è abbastanza diversa.La parte del rotore ha varie forme, tra cui un rotore a magnete permanente con una gabbia di scoiattolo di avviamento e un rotore a magnete permanente puro incorporato o montato in superficie.Il nucleo del rotore può essere trasformato in una struttura solida o laminato.Il rotore è dotato di materiale magnetico permanente, comunemente chiamato magnete.
Durante il normale funzionamento del motore a magnete permanente, i campi magnetici del rotore e dello statore sono in uno stato sincrono.Non c'è corrente indotta nella parte del rotore e non vi è alcuna perdita di rame del rotore, isteresi o perdita di correnti parassite.Non è necessario considerare il problema della perdita e del riscaldamento del rotore.Generalmente, il motore a magnete permanente è alimentato da uno speciale convertitore di frequenza e naturalmente ha una funzione di avvio graduale.Inoltre, il motore a magnete permanente è un motore sincrono, che ha la caratteristica di regolare il fattore di potenza attraverso l'intensità dell'eccitazione, in modo che il fattore di potenza possa essere progettato su un valore specificato.
Dal punto di vista iniziale, poiché il motore a magnete permanente viene avviato da un alimentatore a frequenza variabile o da un inverter di supporto, il processo di avviamento del motore a magnete permanente è molto semplice;è simile all'avviamento di un motore a frequenza variabile ed evita i difetti di avviamento dei normali motori asincroni a gabbia.
In breve, l'efficienza e il fattore di potenza dei motori a magneti permanenti possono raggiungere livelli molto elevati, la struttura è molto semplice e il mercato è stato molto caldo negli ultimi dieci anni.
Tuttavia, la perdita di eccitazione è un problema inevitabile nei motori a magneti permanenti.Quando la corrente è troppo grande o la temperatura è troppo alta, la temperatura degli avvolgimenti del motore aumenterà istantaneamente, la corrente aumenterà bruscamente e i magneti permanenti perderanno rapidamente l'eccitazione.Nel controllo del motore a magnete permanente, è impostato un dispositivo di protezione da sovracorrente per evitare il problema della bruciatura dell'avvolgimento dello statore del motore, ma la conseguente perdita di eccitazione e l'arresto dell'apparecchiatura sono inevitabili.
Orario di pubblicazione: 12 dicembre 2023
