Εισαγωγή στα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του
σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη
Η ταχύτητα του ρότορα των σύγχρονων κινητήρων μόνιμου μαγνήτη συγχρονίζεται με την ταχύτητα του μαγνητικού πεδίου του στάτορα. Η διαδικασία εργασίας του είναι ότι η περιέλιξη του στάτη συνδέεται με το εναλλασσόμενο ρεύμα για να δημιουργήσει ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο στάτη και το μαγνητικό πεδίο του ρότορα μόνιμου μαγνήτη επάγεται από το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο του στάτη και περιστρέφεται μαζί του, και ο κινητήρας περιστρέφεται και παράγει ισχύ.
Τα κύρια πλεονεκτήματα των σύγχρονων κινητήρων μόνιμου μαγνήτη είναι η υψηλή πυκνότητα ισχύος, η υψηλή απόδοση λειτουργίας, η απλή και συμπαγής δομή, η μεγάλη και ομαλή ροπή και η καλή απόδοση ρύθμισης ταχύτητας.
1) Υψηλή πυκνότητα ισχύος:Το μαγνητικό υλικό νεοδυμίου σιδήρου βορίου του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη έχει εξαιρετικές μαγνητικές ιδιότητες. Μετά τη μαγνήτιση, δεν χρειάζεται να προστεθεί εξωτερική ενέργεια και μπορεί να κατασκευαστεί ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Ταυτόχρονα, το μαγνητικό πεδίο έχει μόνιμα χαρακτηριστικά και δεν απαιτεί πρόσθετα κυκλώματα για διέγερση (δηλαδή ενεργοποίηση του αγωγού για τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου), ώστε να μπορεί να διατηρηθεί μικρός όγκος και μικρό βάρος. Στην ονομαστική ισχύ, η πυκνότητα ισχύος ενός σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη με τις ίδιες συνθήκες απαγωγής θερμότητας και τα ίδια υλικά μόνωσης είναι συνήθως περισσότερο από διπλάσια από αυτή ενός επαγωγικού ασύγχρονου κινητήρα.
2) Υψηλή λειτουργική απόδοση:Επωφελούμενοι από τους μόνιμους μαγνήτες στον ρότορα, ο ρότορας του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη συνήθως δεν χρειάζεται να ενεργοποιηθεί (εκτός από ορισμένες συνθήκες αυτόματης εκκίνησης ή απώλειες δινορευμάτων), γεγονός που μπορεί να μειώσει τις σχετικές απώλειες ενέργειας και να έχει υψηλή απόδοση.
3) Απλή και συμπαγής δομή:Ο κινητήρας σύγχρονης μετάδοσης μόνιμου μαγνήτη δεν έχει δομή τροφοδοσίας διέγερσης και δομή περιέλιξης διέγερσης, η οποία μειώνει την πολυπλοκότητα της σχετικής δομής και είναι σχετικά συμπαγής, διασφαλίζοντας ότι ο κινητήρας σύγχρονης μετάδοσης μόνιμου μαγνήτη λειτουργεί πιο αξιόπιστα. Σε σύγκριση με την τρίτη γενιά, η διάμετρος του στάτορα του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη τέταρτης γενιάς που διαθέτει Toyota Prius έχει μειωθεί κατά 20% και η συνολική δομή είναι πιο συμπαγής και μικρότερη σε μέγεθος.
4) Μεγάλη και ομαλή ροπή:Εντός του εύρους ονομαστικού ρεύματος, η αύξηση του ρεύματος μπορεί να αυξήσει γρήγορα τη ροπή του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη. Επιπλέον, το περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο που σχηματίζεται από το τριφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα στον στάτορα είναι επίσης σχετικά σταθερό και ο παλμός της ροπής είναι μικρός. Ειδικά σε συνθήκες χαμηλής ταχύτητας και υψηλής ροπής (που αντιστοιχούν στο στάδιο εκκίνησης και επιτάχυνσης οχημάτων νέας ενέργειας), οι σύγχρονοι κινητήρες μόνιμου μαγνήτη έχουν εξαιρετικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τους ασύγχρονους κινητήρες επαγωγής.
5) Καλή απόδοση ρύθμισης ταχύτητας:Η σχέση μεταξύ του ηλεκτρισμού, του μαγνητισμού και της δύναμης των σύγχρονων κινητήρων μόνιμου μαγνήτη είναι απλούστερη από αυτή των επαγωγικών ασύγχρονων κινητήρων, καθιστώντας ευκολότερη τη ρύθμιση και τον έλεγχο τους. Η εξίσωση κατάστασης του ασύγχρονου κινητήρα είναι τέταρτης τάξης και οι εξισώσεις του ρότορα και του στάτη είναι συζευγμένες (το ρεύμα στον ρότορα παράγεται από την περιστροφή του μαγνητικού πεδίου του στάτορα). η εξίσωση κατάστασης του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη είναι δεύτερης τάξης και το μαγνητικό πεδίο του μόνιμου μαγνήτη υπάρχει ανεξάρτητα. Η δυσκολία ελέγχου είναι σημαντικά χαμηλότερη από αυτή του επαγωγικού ασύγχρονου κινητήρα σε συνθήκες χαμηλής και υψηλής ταχύτητας (μεγαλύτερη από την ονομαστική ταχύτητα).
