Varför blir synkronmotorer med permanentmagneter huvuddrivmotorerna?

Varför blir synkronmotorer med permanentmagneter huvuddrivmotorerna?

Elmotorn kan omvandla elektrisk energi till mekanisk energi och överföra den mekaniska energin till hjulen genom transmissionssystemet för att driva fordonet.Det är ett av kärndrivsystemen för nya energifordon.För närvarande är de vanligaste drivmotorerna i nya energifordon huvudsakligen synkronmotorer med permanentmagnet och asynkrona AC-motorer.De flesta nya energifordon använder permanentmagnet synkronmotorer.Representativa bilföretag inkluderar BYD, Li Auto, etc. Vissa fordon använder asynkrona AC-motorer.Elmotorer representerar bilföretag som Tesla och Mercedes-Benz.

En asynkronmotor består huvudsakligen av en stationär stator och en roterande rotor.När statorlindningen är ansluten till AC-strömförsörjningen kommer rotorn att rotera och mata ut ström.Huvudprincipen är att när statorlindningen aktiveras (växelström) kommer den att bilda ett roterande elektromagnetiskt fält, och rotorlindningen är en sluten ledare som kontinuerligt skär av statorns magnetiska induktionsledningar i statorns roterande magnetfält.Enligt Faradays lag, när en sluten ledare skär av den magnetiska induktionsledningen, kommer en ström att genereras och strömmen genererar ett elektromagnetiskt fält.Vid denna tidpunkt finns det två elektromagnetiska fält: det ena är statorns elektromagnetiska fält anslutet till den externa växelströmmen, och det andra genereras genom att klippa statorns elektromagnetiska induktionsledning.Rotorns elektromagnetiska fält.Enligt Lenz lag kommer den inducerade strömmen alltid att motstå orsaken till den inducerade strömmen, det vill säga försöka förhindra att ledarna på rotorn skär de magnetiska induktionslinjerna i statorns roterande magnetfält.Resultatet är: ledarna på rotorn kommer att "komma ikapp" statorns. Det roterande elektromagnetiska fältet gör att rotorn jagar statorns roterande magnetfält, och slutligen börjar motorn rotera.Under processen är rotorns rotationshastighet (n2) och statorns (n1) rotationshastighet osynkroniserade (hastighetsskillnaden är ca 2-6%).Därför kallas det en asynkron AC-motor.Tvärtom, om rotationshastigheten är densamma kallas det en synkronmotor.

Den permanentmagnetiska synkronmotorn är också en typ av AC-motor.Dess rotor är gjord av stål med permanentmagneter.När motorn arbetar aktiveras statorn för att generera ett roterande magnetfält för att driva rotorn att rotera."Synkronisering" betyder att rotorns rotation under stationär drift Varvtalet synkroniseras med magnetfältets rotationshastighet.Permanentmagnet synkronmotorer har ett högre effekt-till-vikt-förhållande, är mindre i storlek, lättare i vikt, har större utgående vridmoment och har utmärkt gränshastighet och bromsprestanda.Därför har permanentmagnet synkronmotorer blivit det mest använda elfordonet idag.av elmotor.Men när permanentmagnetmaterialet utsätts för vibrationer, hög temperatur och överbelastningsström kan dess magnetiska permeabilitet minska, eller avmagnetisering kan inträffa, vilket kan minska prestandan hos permanentmagnetmotorn.Dessutom använder synkronmotorer med permanentmagneter med sällsynta jordartsmetaller sällsynta jordartsmetaller, och tillverkningskostnaden är inte stabil.

Jämfört med permanentmagnetsynkronmotorer behöver asynkronmotorer absorbera elektrisk energi för excitation när de arbetar, vilket kommer att förbruka elektrisk energi och minska motorns effektivitet.Permanentmagnetmotorer är dyrare på grund av tillägget av permanentmagneter.

Modeller som väljer AC-asynkronmotorer tenderar att prioritera prestanda och dra fördel av prestandaeffekten och effektivitetsfördelarna med AC-asynkronmotorer vid höga hastigheter.Den representativa modellen är den tidiga Model S. Huvuddrag: När bilen kör i hög hastighet kan den upprätthålla höghastighetsdrift och effektiv användning av elektrisk energi, vilket minskar energiförbrukningen samtidigt som den maximala uteffekten bibehålls;

Modeller som väljer permanentmagnetsynkronmotorer tenderar att prioritera energiförbrukningen och utnyttjar prestanda och effektiv drift av permanentmagnetsynkronmotorer vid låga hastigheter, vilket gör dem lämpliga för små och medelstora bilar.Dess egenskaper är liten storlek, låg vikt och förlängd batteritid.Samtidigt har den bra hastighetsregleringsprestanda och kan bibehålla hög effektivitet när den står inför upprepade starter, stopp, accelerationer och retardationer.

Permanentmagnet synkronmotorer dominerar.Enligt statistik från "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" släppt av Advanced Industry Research Institute (GGII), var den inhemska installerade kapaciteten för drivmotorer för nya energifordon från januari till augusti 2022 cirka 3,478 miljoner enheter, ett år sedan -årsökning med 101%.Bland dem var den installerade kapaciteten för synkronmotorer med permanentmagnet 3,329 miljoner enheter, en ökning på 106 % jämfört med föregående år;den installerade kapaciteten för asynkrona AC-motorer var 1,295 miljoner enheter, en ökning med 22 % jämfört med föregående år.

Permanentmagnetiska synkronmotorer har blivit huvuddrivmotorerna på den rena elpersonbilsmarknaden.

Att döma av urvalet av motorer för vanliga modeller hemma och utomlands, använder nya energifordon som lanserats av inhemska SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors, etc. alla permanentmagnet synkronmotorer.Permanentmagnet synkronmotorer används huvudsakligen i Kina.För det första eftersom permanentmagnetsynkronmotorer har bra låghastighetsprestanda och hög konverteringseffektivitet, som är mycket lämpliga för komplexa arbetsförhållanden med frekventa starter och stopp i stadstrafik.För det andra, på grund av neodymjärnbor permanentmagneter i permanentmagnet synkronmotorer.Materialen kräver användning av sällsynta jordartsmetaller, och mitt land har 70% av världens sällsynta jordartsmetaller, och den totala produktionen av NdFeB magnetiska material når 80% av världen, så Kina är mer angelägen om att använda permanentmagnet synkronmotorer.

Utländska Tesla och BMW använder permanentmagnet synkronmotorer och AC asynkronmotorer för att utvecklas i samarbete.Ur applikationsstrukturens perspektiv är synkronmotor med permanentmagnet det vanliga valet för nya energifordon.

Kostnaden för permanentmagnetmaterial står för cirka 30% av kostnaden för permanentmagnetsynkronmotorer.Råvarorna för tillverkning av synkronmotorer med permanentmagneter inkluderar huvudsakligen neodymjärnbor, kiselstålplåtar, koppar och aluminium.Bland dem används permanentmagnetmaterialet neodymjärnbor huvudsakligen för att tillverka rotorpermanentmagneter, och kostnadssammansättningen är cirka 30%;kiselstålplåtar används huvudsakligen för att göra kundanpassade. Kostnadssammansättningen för rotorkärnan är cirka 20%;kostnadssammansättningen för statorlindningen är cirka 15%;kostnadssammansättningen för motoraxeln är cirka 5%;och kostnadssammansättningen för motorskalet är ca 15%.

Varför ärOSG permanentmagnetmotorer skruvluftkompressormer effektiv?

Den permanentmagnetiska synkronmotorn består huvudsakligen av stator-, rotor- och skalkomponenter.Liksom vanliga AC-motorer har statorkärnan en laminerad struktur för att minska järnförlusten på grund av virvelström och hystereseffekter när motorn är igång;lindningarna är också vanligtvis trefasiga symmetriska strukturer, men parametervalet är helt annorlunda.Rotordelen har olika former, bland annat en permanentmagnetrotor med startekorrbur, och en inbäddad eller utanpåliggande ren permanentmagnetrotor.Rotorkärnan kan göras till en solid struktur eller lamineras.Rotorn är utrustad med permanentmagnetmaterial, som vanligtvis kallas magnet.

Under normal drift av permanentmagnetmotorn är rotorns och statorns magnetfält i synkront tillstånd.Det finns ingen inducerad ström i rotordelen, och det finns ingen rotorkopparförlust, hysteres eller virvelströmsförlust.Det finns inget behov av att överväga problemet med rotorförlust och uppvärmning.Generellt drivs permanentmagnetmotorn av en speciell frekvensomformare och har naturligtvis en mjukstartsfunktion.Dessutom är permanentmagnetmotorn en synkronmotor, som har egenskapen att justera effektfaktorn genom intensiteten av exciteringen, så att effektfaktorn kan utformas till ett specificerat värde.

Ur utgångssynpunkt, på grund av det faktum att permanentmagnetmotorn startas av en strömförsörjning med variabel frekvens eller en stödjande växelriktare, är startprocessen för permanentmagnetmotorn mycket enkel;den liknar start av en motor med variabel frekvens och undviker startdefekter hos vanliga asynkronmotorer.

Kort sagt kan effektiviteten och effektfaktorn för permanentmagnetmotorer nå mycket hög, strukturen är mycket enkel och marknaden har varit väldigt het under de senaste tio åren.

Emellertid är förlust av excitationsfel ett oundvikligt problem i permanentmagnetmotorer.När strömmen är för stor eller temperaturen är för hög kommer temperaturen på motorlindningarna att stiga omedelbart, strömmen kommer att öka kraftigt och permanentmagneterna kommer snabbt att förlora excitation.I permanentmagnetmotorstyrningen är en överströmsskyddsanordning inställd för att undvika problemet med att motorns statorlindning bränns, men den resulterande förlusten av excitation och avstängning av utrustningen är oundvikliga.