Чаму сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі становяцца асноўнымі прываднымі рухавікамі?
Электрарухавік можа пераўтвараць электрычную энергію ў механічную і перадаваць механічную энергію на колы праз сістэму трансмісіі для кіравання транспартным сродкам. Гэта адна з асноўных сістэм прывада аўтамабіляў на новых крыніцах энергіі. У цяперашні час найбольш распаўсюджанымі прываднымі рухавікамі ў аўтамабілях на новых крыніцах энергіі з'яўляюцца ў асноўным сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі і асінхронныя рухавікі пераменнага току. У большасці аўтамабіляў на новых крыніцах энергіі выкарыстоўваюцца сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі. Сярод рэпрэзентатыўных аўтамабільных кампаній - BYD, Li Auto і г.д. У некаторых аўтамабілях выкарыстоўваюцца асінхронныя рухавікі пераменнага току. Электрарухавікі прадстаўлены такімі аўтамабільнымі кампаніямі, як Tesla і Mercedes-Benz.
Асінхронны рухавік у асноўным складаецца з нерухомага статара і круцільнага ротара. Калі абмотка статара падключана да крыніцы пераменнага току, ротар круціцца і выпрацоўвае магутнасць. Асноўны прынцып заключаецца ў тым, што пры ўключэнні напружання на абмотку статара (пераменны ток) яна ўтварае круцільнае электрамагнітнае поле, а абмотка ротара — гэта замкнёны праваднік, які бесперапынна пераразае лініі магнітнай індукцыі статара ў круцільным магнітным полі статара. Згодна з законам Фарадэя, калі замкнёны праваднік пераразае лінію магнітнай індукцыі, узнікае ток, які генеруе электрамагнітнае поле. У гэты час існуюць два электрамагнітныя палі: адно — электрамагнітнае поле статара, падлучанае да знешняга пераменнага току, а другое — электрамагнітнае поле ротара. Згодна з законам Ленца, індукаваны ток заўсёды будзе супраціўляцца прычыне індукаванага току, гэта значыць, ён будзе імкнуцца не дапусціць пераразання праваднікамі ротара ліній магнітнай індукцыі круцільнага магнітнага поля статара. Вынік такі: праваднікі на ротары «даганяюць» праваднікі статара. Круцельнае электрамагнітнае поле азначае, што ротар пераследуе круцельнае магнітнае поле статара, і, нарэшце, рухавік пачынае круціцца. Падчас гэтага працэсу хуткасць кручэння ротара (n2) і хуткасць кручэння статара (n1) не сінхранізаваны (розніца хуткасцей складае каля 2-6%). Таму такі рухавік называецца асінхронным пераменным токам. Наадварот, калі хуткасць кручэння аднолькавая, то ён называецца сінхронным рухавіком.
Сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі таксама з'яўляецца тыпам рухавіка пераменнага току. Яго ротар выраблены са сталі з пастаяннымі магнітамі. Калі рухавік працуе, статар знаходзіцца пад напругай, ствараючы вярчальнае магнітнае поле, якое прымушае ротар круціцца. «Сінхранізацыя» азначае, што хуткасць кручэння ротара падчас працы ў стацыянарным рэжыме сінхранізавана з хуткасцю кручэння магнітнага поля. Сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі маюць больш высокае суадносіны магутнасці да вагі, меншыя па памеры, лягчэйшыя па вазе, маюць большы выходны крутоўны момант і валодаюць выдатнай лімітавай хуткасцю і тармазнымі характарыстыкамі. Такім чынам, сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі сталі найбольш шырока выкарыстоўванымі электрарухавікамі сёння. Аднак, калі матэрыял пастаяннага магніта падвяргаецца вібрацыі, высокай тэмпературы і току перагрузкі, яго магнітная пранікальнасць можа паменшыцца або можа адбыцца размагнічванне, што можа знізіць прадукцыйнасць рухавіка з пастаяннымі магнітамі. Акрамя таго, у сінхронных рухавіках з пастаяннымі магнітамі выкарыстоўваюцца рэдказямельныя матэрыялы, і вытворчы кошт нестабільны.
У параўнанні з сінхроннымі рухавікамі з пастаяннымі магнітамі, асінхронныя рухавікі павінны паглынаць электрычную энергію для ўзбуджэння падчас працы, што спажывае электрычную энергію і зніжае эфектыўнасць рухавіка. Рухавікі з пастаяннымі магнітамі даражэйшыя з-за дадання пастаянных магнітаў.
Мадэлі, якія выкарыстоўваюць асінхронныя рухавікі пераменнага току, як правіла, надаюць прыярытэт прадукцыйнасці і выкарыстоўваюць перавагі выходнай прадукцыйнасці і эфектыўнасці асінхронных рухавікоў пераменнага току на высокіх хуткасцях. Тыповай мадэллю з'яўляецца ранняя мадэль S. Асноўныя характарыстыкі: пры руху аўтамабіля з высокай хуткасцю ён можа падтрымліваць высокую хуткасць працы і эфектыўна выкарыстоўваць электрычную энергію, зніжаючы спажыванне энергіі пры захаванні максімальнай выходнай магутнасці;
Мадэлі з сінхроннымі рухавікамі з пастаяннымі магнітамі, як правіла, надаюць прыярытэт спажыванню энергіі і выкарыстоўваюць выходную магутнасць і эфектыўную працу сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі на нізкіх хуткасцях, што робіць іх прыдатнымі для аўтамабіляў малога і сярэдняга памеру. Іх характарыстыкі - невялікі памер, лёгкая вага і працяглы тэрмін службы батарэі. У той жа час яны маюць добрую прадукцыйнасць рэгулявання хуткасці і могуць падтрымліваць высокую эфектыўнасць пры паўторных запусках, прыпынках, паскарэннях і запавольваннях.
Дамінуюць сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі. Згодна са статыстыкай "Штомесячнай базы дадзеных аб ланцужку індустрыі новых энергетычных транспартных сродкаў", апублікаванай Інстытутам перадавых прамысловых даследаванняў (GGII), усталяваная магутнасць прывадных рухавікоў новых энергетычных транспартных сродкаў унутры краіны са студзеня па жнівень 2022 года склала прыблізна 3,478 мільёна адзінак, што на 101% больш, чым у мінулым годзе. Сярод іх усталяваная магутнасць сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі склала 3,329 мільёна адзінак, што на 106% больш, чым у мінулым годзе; усталяваная магутнасць асінхронных рухавікоў пераменнага току склала 1,295 мільёна адзінак, што на 22% больш, чым у мінулым годзе.
Сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі сталі асноўнымі прываднымі рухавікамі на рынку чыста электрычных легкавых аўтамабіляў.
Мяркуючы па выбары рухавікоў для асноўных мадэляў у краіне і за мяжой, новыя энергетычныя аўтамабілі, выпушчаныя айчыннымі SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors і г.д., выкарыстоўваюць сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі. Сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі ў асноўным выкарыстоўваюцца ў Кітаі. Па-першае, таму што сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі маюць добрыя нізкахуткасныя характарыстыкі і высокі ККД пераўтварэння, што вельмі падыходзіць для складаных умоў працы з частымі запускамі і прыпынкамі ў гарадскім руху. Па-другое, з-за пастаянных магнітаў з неадыму і жалеза-бора ў сінхронных рухавіках з пастаяннымі магнітамі. Гэтыя матэрыялы патрабуюць выкарыстання рэдказямельных рэсурсаў, і мая краіна валодае 70% сусветных рэсурсаў рэдказямельных элементаў, а агульная вытворчасць магнітных матэрыялаў NdFeB дасягае 80% сусветнага аб'ёму, таму Кітай больш зацікаўлены ў выкарыстанні сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі.
Замежныя кампаніі Tesla і BMW сумесна выкарыстоўваюць сінхронныя рухавікі з пастаяннымі магнітамі і асінхронныя рухавікі пераменнага току. З пункту гледжання структуры прымянення, сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі з'яўляецца асноўным выбарам для транспартных сродкаў з новымі крыніцамі энергіі.
Кошт матэрыялаў для пастаянных магнітаў складае каля 30% ад кошту сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі. Сыравінай для вытворчасці сінхронных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі ў асноўным з'яўляюцца неадым-жалезабор, лісты з крэмніевай сталі, медзь і алюміній. Сярод іх матэрыял з пастаянных магнітаў неадым-жалезабор у асноўным выкарыстоўваецца для вырабу пастаянных магнітаў ротара, і кошт складае каля 30%; лісты з крэмніевай сталі ў асноўным выкарыстоўваюцца для вырабу індывідуальных вырабаў. Кошт стрыжня ротара складае каля 20%; кошт абмоткі статара - каля 15%; кошт вала рухавіка - каля 5%; і кошт корпуса рухавіка - каля 15%.
ЧамуРухавікі з пастаяннымі магнітамі OSG шрубавыя паветраныя кампрэсарыбольш эфектыўны?
Сінхронны рухавік з пастаяннымі магнітамі ў асноўным складаецца з кампанентаў статара, ротара і корпуса. Як і ў звычайных рухавікоў пераменнага току, стрыжань статара мае слаістую структуру для памяншэння страт у сталі з-за віхравых токаў і гістэрэзісу падчас працы рухавіка; абмоткі таксама звычайна маюць трохфазную сіметрычную структуру, але выбар параметраў даволі адрозніваецца. Ротарная частка мае розныя формы, у тым ліку ротар з пастаяннымі магнітамі з пускавым каркасам і ўбудаваны або павярхоўна ўсталяваны ротар з чыстымі пастаяннымі магнітамі. Стрыжань ротара можа быць выраблены ў цвёрдую канструкцыю або слаістым. Ротар абсталяваны матэрыялам з пастаянных магнітаў, які звычайна называюць магнітам.
Пры нармальнай працы рухавіка з пастаяннымі магнітамі магнітныя палі ротара і статара знаходзяцца ў сінхронным стане. У ротарнай частцы няма індукаванага току, а таксама няма страт у медзі ротара, гістэрэзісу або страт на віхравыя токі. Няма неабходнасці ўлічваць праблему страт і нагрэву ротара. Як правіла, рухавік з пастаяннымі магнітамі сілкуецца ад спецыяльнага пераўтваральніка частаты і, натуральна, мае функцыю мяккага пуску. Акрамя таго, рухавік з пастаяннымі магнітамі з'яўляецца сінхронным рухавіком, які мае характарыстыку рэгулявання каэфіцыента магутнасці ў залежнасці ад інтэнсіўнасці ўзбуджэння, таму каэфіцыент магутнасці можа быць распрацаваны на зададзенае значэнне.
З пункту гледжання запуску, з-за таго, што рухавік з пастаяннымі магнітамі запускаецца ад крыніцы харчавання са зменнай частатой або ад падтрымліваючага інвертара, працэс запуску рухавіка з пастаяннымі магнітамі вельмі просты; ён падобны да запуску рухавіка са зменнай частатой і пазбягае пусковых дэфектаў звычайных асінхронных рухавікоў з клеткай.
Карацей кажучы, эфектыўнасць і каэфіцыент магутнасці рухавікоў з пастаяннымі магнітамі могуць дасягаць вельмі высокіх вышынь, канструкцыя вельмі простая, а рынак быў вельмі гарачым у апошнія дзесяць гадоў.
Аднак страта ўзбуджэння — гэта непазбежная праблема ў рухавіках з пастаяннымі магнітамі. Калі ток занадта вялікі або тэмпература занадта высокая, тэмпература абмотак рухавіка імгненна павышаецца, ток рэзка павялічваецца, і пастаянныя магніты хутка губляюць узбуджэнне. У кіраванні рухавіком з пастаяннымі магнітамі ўстаноўлена прылада абароны ад перагрузкі па току, каб пазбегнуць праблемы з перагараннем абмоткі статара рухавіка, але наступная страта ўзбуджэння і адключэнне абсталявання непазбежныя.
Час публікацыі: 12 снежня 2023 г.
