Af hverju verða samstilltir mótorar með varanlegum seglum aðal drifmótorarnir?
Rafmótorinn getur breytt raforku í vélræna orku og flutt hana til hjólanna í gegnum gírkassann til að knýja ökutækið. Það er eitt af kjarna drifkerfum nýrra orkugjafa. Eins og er eru algengustu drifmótorarnir í nýrra orkugjöfum aðallega samstilltar mótorar með varanlegum seglum og ósamstilltar AC mótorar. Flestir nýrra orkugjafar nota samstilltar mótorar með varanlegum seglum. Dæmigert bílafyrirtæki eru BYD, Li Auto o.fl. Sum ökutæki nota ósamstilltar AC mótorar. Rafmótorar eru bílafyrirtæki eins og Tesla og Mercedes-Benz.
Ósamstilltur mótor er aðallega samsettur úr kyrrstæðum stator og snúningsrotor. Þegar statorvindingin er tengd við riðstraum, snýst snúningsrotorinn og gefur frá sér afl. Meginreglan er sú að þegar statorvindingin er virkjuð (riðstraumur) myndar hún snúningsrafsegulsvið og snúningsrotorvindingin er lokaður leiðari sem sker stöðugt segulspennulínur statorsins í snúningssegulsviði statorsins. Samkvæmt lögmáli Faradays myndast straumur þegar lokaður leiðari sker segulspennulínuna og straumurinn myndar rafsegulsvið. Á þessum tíma eru tvö rafsegulsvið: annað er rafsegulsvið statorsins tengt við ytri riðstraum og hitt myndast með því að skera á rafsegulspennulínu statorsins. Rafsegulsvið snúningsrotorsins. Samkvæmt lögmáli Lenz mun örvaður straumur alltaf standast orsök örvaða straumsins, það er að segja, reyna að koma í veg fyrir að leiðarar á snúningsrotornum skeri segulspennulínur snúningssegulsviðs statorsins. Niðurstaðan er: leiðararnir á snúningshlutanum munu „ná“ segulsviði statorsins. Snúningssegulsviðið þýðir að snúningshlutinn eltir snúningssegulsvið statorsins og að lokum byrjar mótorinn að snúast. Á meðan þessu ferli stendur eru snúningshraði snúningshlutans (n2) og snúningshraði statorsins (n1) ekki samstilltir (hraðamunurinn er um 2-6%). Þess vegna er hann kallaður ósamstilltur riðstraumsmótor. Ef snúningshraðinn er hins vegar sá sami er hann kallaður samstilltur mótor.
Samstilltur mótor með varanlegum seglum er einnig tegund af riðstraumsmótor. Snúningsrotor hans er úr stáli með varanlegum seglum. Þegar mótorinn er í gangi er statorinn virkjaður til að mynda snúningssegulsvið sem ýtir snúningsrotornum til að snúast. „Samstilling“ þýðir að snúningshraði snúningsrotorsins við stöðuga notkun er samstilltur við snúningshraða segulsviðsins. Samstilltir mótorar með varanlegum seglum hafa hærra afl-til-þyngdarhlutfall, eru minni að stærð, léttari að þyngd, hafa stærra úttakstog og hafa framúrskarandi takmörkunarhraða og hemlunargetu. Þess vegna eru samstilltir mótorar með varanlegum seglum orðnir mest notaðir rafmótorar í dag. Hins vegar, þegar varanlegt segulefni verður fyrir titringi, háum hita og ofhleðslustraumi, getur segulgegndræpi þess minnkað eða afsegulmögnun átt sér stað, sem getur dregið úr afköstum varanlegs segulmótors. Að auki nota sjaldgæfar jarðefni í samstilltum mótorum með varanlegum seglum og framleiðslukostnaðurinn er ekki stöðugur.
Ósamstilltir mótorar með varanlegum seglum þurfa að taka upp raforku til að örva þá þegar þeir eru í gangi, sem eyðir raforku og dregur úr skilvirkni mótorsins. Segulmótorar með varanlegum seglum eru dýrari vegna viðbótar varanlegra segla.
Líkön sem velja AC ósamstillta mótora hafa tilhneigingu til að forgangsraða afköstum og nýta sér afköst og skilvirkni AC ósamstilltra mótora við mikla hraða. Dæmigerða gerðin er fyrri gerð Model S. Helstu eiginleikar: Þegar bíllinn ekur á miklum hraða getur hann viðhaldið miklum hraða og skilvirkri nýtingu raforku, dregið úr orkunotkun en viðhaldið hámarksafli;
Líkanir sem velja samstillta segulmótora með varanlegum seglum hafa tilhneigingu til að forgangsraða orkunotkun og nýta afköst og skilvirka notkun samstilltra segulmótora með varanlegum seglum við lágan hraða, sem gerir þá hentuga fyrir litla og meðalstóra bíla. Einkenni þeirra eru lítil stærð, létt þyngd og lengri rafhlöðuending. Á sama tíma hefur þeir góða hraðastjórnun og getur viðhaldið mikilli skilvirkni við endurteknar ræsingar, stopp, hröðun og hraðaminnkun.
Samstilltir segulmótorar eru ráðandi. Samkvæmt tölfræði úr „New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database“ sem Advanced Industry Research Institute (GGII) gaf út, var uppsett afkastageta nýrra drifmótora fyrir orkutæki innanlands frá janúar til ágúst 2022 um það bil 3,478 milljónir eininga, sem er 101% aukning frá sama tímabili árið áður. Meðal þeirra var uppsett afkastageta samstilltra segulmótora 3,329 milljónir eininga, sem er 106% aukning frá sama tímabili árið áður; uppsett afkastageta ósamstilltra AC mótora var 1,295 milljónir eininga, sem er 22% aukning frá sama tímabili árið áður.
Samstilltir segulmótorar eru orðnir helstu drifmótorarnir á markaði fyrir eingöngu rafknúin fólksbíla.
Miðað við val á mótorum fyrir almennar gerðir heima og erlendis, nota ný orkutæki sem eru kynnt til sögunnar, eins og SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors o.fl., öll með samstilltum varanlegum segulmótorum. Samstilltir varanlegir segulmótorar eru aðallega notaðir í Kína. Í fyrsta lagi, vegna þess að samstilltir varanlegir segulmótorar hafa góða afköst við lágan hraða og mikla umbreytingarnýtni, sem eru mjög hentugir fyrir flóknar vinnuaðstæður með tíðum ræsingum og stöðvunum í þéttbýli. Í öðru lagi, vegna neodymium járnbór varanlegra segla í samstilltum varanlegum segulmótorum. Efnið krefst notkunar á sjaldgæfum jarðefnum, og landið okkar býr yfir 70% af sjaldgæfum jarðefnum í heiminum, og heildarframleiðsla NdFeB segulefna nær 80% af heiminum, þannig að Kína er meira ákafur að nota samstillta varanlega segulmótora.
Erlend Tesla og BMW nota samstillta mótorar með varanlegum seglum og ósamstillta AC mótora til að þróa saman. Frá sjónarhóli notkunaruppbyggingar eru samstillta mótorar með varanlegum seglum algengasta valið fyrir nýorkutæki.
Kostnaður við efni sem innihalda varanlega segla nemur um 30% af kostnaði við samstillta mótor með varanlegum seglum. Hráefnin til framleiðslu á samstilltum mótorum með varanlegum seglum eru aðallega neodymium járnbór, kísillstálplötur, kopar og ál. Meðal þeirra er neodymium járnbór, sem inniheldur varanlega segla, aðallega notað til að búa til varanlega segla í snúningshlutum og kostnaðarsamsetningin er um 30%; kísillstálplötur eru aðallega notaðar til að framleiða sérsniðnar segla. Kostnaðarsamsetning kjarna snúningshlutans er um 20%; kostnaðarsamsetning statorvindingarinnar er um 15%; kostnaðarsamsetning mótorássins er um 5%; og kostnaðarsamsetning mótorhjúpsins er um 15%.
Hvers vegna eruOSG varanlegir segulmótorar skrúfuloftþjöppuskilvirkari?
Samstilltur mótor með varanlegum seglum er aðallega samsettur úr stator, snúningshluta og skelhlutum. Eins og venjulegir riðstraumsmótorar er statorkjarninn með lagskiptu byggingu til að draga úr járntapi vegna hvirfilstraums og hýsteresuáhrifa þegar mótorinn er í gangi; vafningarnar eru einnig venjulega þriggja fasa samhverfar, en val á breytum er nokkuð mismunandi. Snúningshlutinn er af ýmsum gerðum, þar á meðal varanleg segulsnúningshluti með ræsibúnaði og innbyggður eða yfirborðsfestur hreinn varanleg segulsnúningshluti. Snúningskjarninn getur verið úr fastri uppbyggingu eða lagskiptur. Snúningshlutinn er búinn varanlegu segulefni, sem almennt er kallað segull.
Við venjulega notkun varanlegs segulmótors eru segulsvið snúnings og stators samstillt. Enginn örvaður straumur er í snúningshlutanum og ekkert kopartap, hýsteresía eða hvirfilstraumstap er í snúningshlutanum. Það er engin þörf á að hafa í huga vandamálið með tapi og upphitun snúnings. Almennt er varanlegs segulmótor knúinn af sérstökum tíðnibreyti og hefur náttúrulega mjúka ræsingu. Að auki er varanlegs segulmótor samstilltur mótor sem hefur þann eiginleika að stilla aflstuðulinn með styrk örvunarinnar, þannig að hægt er að hanna aflstuðulinn á tiltekið gildi.
Frá upphafssjónarmiði, þar sem varanlegi segulmótorinn er ræstur með breytilegri tíðni aflgjafa eða stuðningsspennubreyti, er ræsingarferlið á varanlegu segulmótornum mjög auðvelt; það er svipað og ræsing á breytilegri tíðni mótors og forðast ræsingargalla venjulegra ósamstilltra mótora með búri.
Í stuttu máli má segja að skilvirkni og aflstuðull varanlegra segulmótora geti orðið mjög mikill, uppbyggingin er mjög einföld og markaðurinn hefur verið mjög vinsæll síðustu tíu árin.
Hins vegar er tap á örvun óhjákvæmilegt vandamál í varanlegum segulmótorum. Þegar straumurinn er of mikill eða hitastigið of hátt hækkar hitastig mótorvindinganna samstundis, straumurinn eykst hratt og varanlegir segular missa örvun hratt. Í stýringu varanlegra segulmótora er ofstraumsvarinn stilltur til að koma í veg fyrir að statorvindingar mótorsins brenni, en það er óhjákvæmilegt að tap á örvun og búnaðurinn stöðvist.
Birtingartími: 12. des. 2023
