Miksi kestomagneettimoottoreista tulee pääkäyttömoottoreita?

Miksi kestomagneettimoottoreista tulee pääkäyttömoottoreita?

Sähkömoottori voi muuntaa sähköenergian mekaaniseksi energiaksi ja siirtää mekaanisen energian voimansiirtojärjestelmän kautta pyörille ajoneuvon ajamiseksi. Se on yksi uusien energialähteiden ydinvoimansiirtojärjestelmistä. Tällä hetkellä uusien energialähteiden yleisesti käytetyt käyttömoottorit ovat pääasiassa kestomagneettimoottoreita ja asynkronimoottoreita. Useimmat uudet energialähteet käyttävät kestomagneettimoottoreita. Edustavia autovalmistajia ovat BYD, Li Auto jne. Jotkut ajoneuvot käyttävät asynkronimoottoreita. Sähkömoottorit edustavat autovalmistajia, kuten Tesla ja Mercedes-Benz.

Asynkroninen moottori koostuu pääasiassa kiinteästä staattorista ja pyörivästä roottorista. Kun staattorin käämitys on kytketty vaihtovirtalähteeseen, roottori pyörii ja tuottaa tehoa. Pääperiaate on, että kun staattorin käämitys saa virtaa (vaihtovirta), se muodostaa pyörivän sähkömagneettisen kentän, ja roottorin käämitys on suljettu johdin, joka jatkuvasti katkaisee staattorin magneettiset induktiolinjat staattorin pyörivässä magneettikentässä. Faradayn lain mukaan, kun suljettu johdin katkaisee magneettisen induktiolinjan, syntyy virta, ja virta synnyttää sähkömagneettisen kentän. Tällä hetkellä on kaksi sähkömagneettista kenttää: toinen on staattorin sähkömagneettinen kenttä, joka on kytketty ulkoiseen vaihtovirtaan, ja toinen syntyy katkaisemalla staattorin sähkömagneettinen induktiolinja. Roottorin sähkömagneettinen kenttä. Lenzin lain mukaan indusoitu virta vastustaa aina indusoidun virran syytä, eli se yrittää estää roottorin johtimia katkaisemasta staattorin pyörivän magneettikentän magneettisia induktiolinjoja. Tuloksena on: roottorin johtimet "saavuttavat" staattorin johtimet. Pyörivä sähkömagneettinen kenttä tarkoittaa, että roottori jahtaa staattorin pyörivää magneettikenttää, ja lopulta moottori alkaa pyöriä. Prosessin aikana roottorin pyörimisnopeus (n2) ja staattorin pyörimisnopeus (n1) eivät ole synkronoituja (nopeusero on noin 2–6 %). Siksi sitä kutsutaan asynkroniseksi vaihtovirtamoottoriksi. Jos pyörimisnopeus on taas sama, sitä kutsutaan synkroniseksi moottoriksi.

Kestomagneettimoottori on myös eräänlainen vaihtovirtamoottori. Sen roottori on valmistettu teräksestä ja siinä on kestomagneetit. Kun moottori käy, staattoriin syötetään virtaa pyörivän magneettikentän muodostamiseksi, joka työntää roottorin pyörimään. "Synkronointi" tarkoittaa, että roottorin pyörimisnopeus on synkronoitu magneettikentän pyörimisnopeuden kanssa tasaisen käytön aikana. Kestomagneettimoottorilla on suurempi teho-painosuhde, se on pienempi ja kevyempi, sillä on suurempi lähtömomentti ja erinomainen rajanopeus ja jarrutusteho. Siksi kestomagneettimoottorista on tullut nykyään yleisimmin käytetty sähkömoottori. Kuitenkin, kun kestomagneettimateriaali altistuu tärinälle, korkealle lämpötilalle ja ylikuormitusvirralle, sen magneettinen permeabiliteetti voi heikentyä tai demagnetisoitua, mikä voi heikentää kestomagneettimoottorin suorituskykyä. Lisäksi harvinaisten maametallien kestomagneettimoottorissa käytetään harvinaisten maametallien materiaaleja, ja valmistuskustannukset eivät ole vakaat.

Verrattuna kestomagneettimoottoriin, asynkronimoottoreiden on työskennellessään absorboitava sähköenergiaa herätteeseen, mikä kuluttaa sähköenergiaa ja heikentää moottorin hyötysuhdetta. Kestomagneettimoottorit ovat kalliimpia kestomagneettien lisäämisen vuoksi.

Malleissa, joissa valitaan asynkroniset vaihtovirtamoottorit, priorisoidaan suorituskykyä ja hyödynnetään asynkronisten vaihtovirtamoottoreiden suorituskyky- ja hyötysuhdeetuja suurilla nopeuksilla. Edustava malli on varhainen Model S. Tärkeimmät ominaisuudet: Kun auto ajaa suurella nopeudella, se voi ylläpitää nopeaa toimintaa ja tehokasta sähköenergian käyttöä, mikä vähentää energiankulutusta ja säilyttää samalla maksimaalisen tehon;

Kestomagneettimoottoreita käyttävät mallit priorisoivat energiankulutusta ja hyödyntävät kestomagneettimoottoreiden suorituskykyä ja tehokasta toimintaa alhaisilla nopeuksilla, mikä tekee niistä sopivia pieniin ja keskikokoisiin autoihin. Sen ominaisuuksia ovat pieni koko, kevyt paino ja pitkä akunkesto. Samalla sillä on hyvä nopeudensäätökyky ja se pystyy ylläpitämään korkeaa hyötysuhdetta toistuvissa käynnistyksissä, pysähdyksissä, kiihdytyksissä ja hidastuksissa.

Pysyvät magneettimoottorit ovat hallitsevassa asemassa. Advanced Industry Research Instituten (GGII) julkaiseman "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Databasen" tilastojen mukaan uusien energialähteiden käyttömoottoreiden kotimainen asennettu kapasiteetti tammi-elokuussa 2022 oli noin 3,478 miljoonaa yksikköä, mikä on 101 % enemmän kuin edellisenä vuonna. Näistä kestomagneettimoottoreiden asennettu kapasiteetti oli 3,329 miljoonaa yksikköä, mikä on 106 % enemmän kuin edellisenä vuonna; asynkronisten vaihtovirtamoottoreiden asennettu kapasiteetti oli 1,295 miljoonaa yksikköä, mikä on 22 % enemmän kuin edellisenä vuonna.

Pysyvämagneettimoottoreista on tullut tärkeimpiä käyttömoottoreita täyssähköisten henkilöautojen markkinoilla.

Kotimaisten ja ulkomaisten valtavirtamallien moottorivalintojen perusteella kotimaisten SAIC Motorin, Geely Automobilen, Guangzhou Automobilen, BAIC Motorin, Denza Motorsin jne. lanseeraamat uudet energiaajoneuvot käyttävät kaikki kestomagneettimoottoreita. Kestomagneettimoottoreita käytetään pääasiassa Kiinassa. Ensinnäkin kestomagneettimoottoreilla on hyvä suorituskyky alhaisilla nopeuksilla ja korkea muuntotehokkuus, mikä tekee niistä erittäin sopivia monimutkaisiin käyttöolosuhteisiin, joissa on usein käynnistyksiä ja pysähdyksiä kaupunkiliikenteessä. Toiseksi kestomagneettimoottoreissa olevien neodyymi-rauta-boori-kestomagneettien vuoksi. Materiaalit vaativat harvinaisten maametallien käyttöä, ja kotimaassani on 70 % maailman harvinaisten maametallien varoista, ja NdFeB-magneettisten materiaalien kokonaistuotanto on 80 % maailman tuotannosta, joten Kiina on innokas käyttämään kestomagneettimoottoreita.

Ulkomaiset Tesla ja BMW käyttävät kestomagneettimoottoreita ja asynkronimoottoreita yhteistyöhön kehityksessä. Sovellusrakenteen näkökulmasta kestomagneettimoottoreita pidetään ensisijaisena valintana uusille energialähteille.

Kestomagneettimateriaalien kustannukset muodostavat noin 30 % kestomagneettisynkronimoottorien kustannuksista. Kestomagneettisynkronimoottorien valmistuksen raaka-aineita ovat pääasiassa neodyymirautaboori, piiteräslevyt, kupari ja alumiini. Näistä kestomagneettimateriaalia, neodyymirautabooria, käytetään pääasiassa roottorin kestomagneettien valmistukseen, ja sen kustannuskoostumus on noin 30 %; piiteräslevyjä käytetään pääasiassa räätälöityjen tuotteiden valmistukseen. Roottorin ytimen kustannuskoostumus on noin 20 %, staattorikäämityksen kustannuskoostumus on noin 15 %, moottorin akselin kustannuskoostumus on noin 5 % ja moottorin kuoren kustannuskoostumus on noin 15 %.

Miksi ovatOSG kestomagneettimoottorit ruuvikompressoritehokkaampi?

Kestomagneettimoottori koostuu pääasiassa staattorista, roottorista ja vaippakomponenteista. Kuten tavallisissa vaihtovirtamoottoreissa, staattorin sydämessä on laminoitu rakenne, joka vähentää pyörrevirtojen ja hystereesivaikutusten aiheuttamaa rautahäviötä moottorin käydessä. Käämit ovat myös yleensä kolmivaiheisia symmetrisiä rakenteita, mutta parametrien valinta on aivan erilainen. Roottoriosaa on saatavilla eri muodoissa, mukaan lukien kestomagneettiroottori, jossa on käynnistyshäkki, ja upotettu tai pinta-asennettu puhdas kestomagneettiroottori. Roottorin sydän voidaan valmistaa kiinteäksi rakenteeksi tai laminoida. Roottori on varustettu kestomagneettimateriaalilla, jota kutsutaan yleisesti magneetiksi.

Kestomagneettimoottorin normaalikäytössä roottorin ja staattorin magneettikentät ovat synkronisessa tilassa. Roottoriosassa ei ole indusoitunutta virtaa, eikä roottorin kuparihäviötä, hystereesiä tai pyörrevirtahäviötä ole. Roottorin häviö- ja kuumenemisongelmia ei tarvitse ottaa huomioon. Yleensä kestomagneettimoottoria käyttää erityinen taajuusmuuttaja, ja siinä on luonnollisesti pehmeä käynnistystoiminto. Lisäksi kestomagneettimoottori on synkroninen moottori, jolla on ominaisuus säätää tehokerrointa herätteen voimakkuuden avulla, joten tehokerroin voidaan suunnitella tiettyyn arvoon.

Lähtökohdasta katsottuna kestomagneettimoottorin käynnistysprosessi on erittäin helppo, koska se käynnistetään muuttuvataajuisella virtalähteellä tai tukevalla invertterillä; se muistuttaa muuttuvataajuisen moottorin käynnistystä ja välttää tavallisten häkkimoottorien käynnistysvirheet.

Lyhyesti sanottuna kestomagneettimoottorien hyötysuhde ja tehokerroin voivat nousta erittäin korkeiksi, rakenne on hyvin yksinkertainen ja markkinat ovat olleet erittäin kuumia viimeisten kymmenen vuoden aikana.

Herätyshäiriö on kuitenkin väistämätön ongelma kestomagneettimoottoreissa. Kun virta on liian suuri tai lämpötila liian korkea, moottorin käämien lämpötila nousee välittömästi, virta kasvaa jyrkästi ja kestomagneetit menettävät herätteen nopeasti. Kestomagneettimoottorin ohjauksessa on ylivirtasuoja, joka estää moottorin staattorikäämityksen palamisen, mutta johtaa väistämättömään herätteen menetykseen ja laitteen sammumiseen.