Неліктен тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар негізгі жетек қозғалтқыштарына айналады?
Электр қозғалтқышы электр энергиясын механикалық энергияға айналдыра алады және көлікті жүргізу үшін механикалық энергияны беріліс жүйесі арқылы дөңгелектерге бере алады. Бұл жаңа энергия көліктерінің негізгі жетек жүйелерінің бірі. Қазіргі уақытта жаңа энергия көліктерінде жиі қолданылатын жетек қозғалтқыштары негізінен тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар және айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштары болып табылады. Жаңа энергия көліктерінің көпшілігінде тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар қолданылады. Автокөлік компанияларының өкіліне BYD, Li Auto және т.б. кіреді. Кейбір көліктер айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарын пайдаланады. Электр қозғалтқыштары Tesla және Mercedes-Benz сияқты автомобиль компанияларын білдіреді.
Асинхронды қозғалтқыш негізінен статор мен айналмалы ротордан тұрады. Статор орамасы айнымалы ток көзіне қосылған кезде, ротор айналады және қуат береді. Негізгі қағидасы - статор орамасы қуатталған кезде (айнымалы ток), ол айналмалы электромагниттік өрісті түзеді, ал ротор орамасы статордың айналмалы магнит өрісінде статордың магниттік индукциялық сызықтарын үздіксіз кесетін тұйық өткізгіш. Фарадей заңына сәйкес, тұйық өткізгіш магниттік индукциялық сызықты кескенде, ток пайда болады, ал ток электромагниттік өрісті тудырады. Бұл кезде екі электромагниттік өріс бар: бірі - сыртқы айнымалы токқа қосылған статордың электромагниттік өрісі, ал екіншісі - статордың электромагниттік индукциялық желісін кесу арқылы пайда болады. Ротордың электромагниттік өрісі. Ленц заңына сәйкес, индукциялық ток әрқашан индукциялық токтың себебіне қарсы тұрады, яғни ротордағы өткізгіштердің статордың айналмалы магнит өрісінің магниттік индукциялық сызықтарын кесуіне жол бермеуге тырысады. Нәтижесінде: ротордағы өткізгіштер статордың өткізгіштерін «қуып жетеді». Айналмалы электромагниттік өріс ротордың статордың айналмалы магнит өрісін қуып жететінін және ақырында қозғалтқыш айнала бастайтынын білдіреді. Процесс кезінде ротордың айналу жылдамдығы (n2) мен статордың айналу жылдамдығы (n1) синхрондалмайды (жылдамдық айырмашылығы шамамен 2-6%). Сондықтан ол асинхронды айнымалы ток қозғалтқышы деп аталады. Керісінше, айналу жылдамдығы бірдей болса, ол синхронды қозғалтқыш деп аталады.
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш та айнымалы ток қозғалтқышының бір түрі болып табылады. Оның роторы тұрақты магниттері бар болаттан жасалған. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде, статор роторды айналдыру үшін айналмалы магнит өрісін жасау үшін қуатталады. «Синхрондау» дегеніміз, тұрақты күйдегі жұмыс кезінде ротордың айналу жылдамдығы магнит өрісінің айналу жылдамдығымен синхрондалады. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың қуат-салмақ қатынасы жоғары, өлшемі кішірек, салмағы жеңіл, шығыс моменті үлкен және шекті жылдамдық пен тежеу өнімділігі тамаша. Сондықтан, тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар бүгінгі таңда ең көп қолданылатын электр көлігіне айналды. Дегенмен, тұрақты магнитті материал дірілге, жоғары температураға және шамадан тыс жүктеме тогына ұшыраған кезде, оның магнит өткізгіштігі төмендеуі мүмкін немесе магнитсіздену орын алуы мүмкін, бұл тұрақты магнитті қозғалтқыштың өнімділігін төмендетуі мүмкін. Сонымен қатар, сирек кездесетін жер тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар сирек кездесетін жер материалдарын пайдаланады және өндіріс құны тұрақты емес.
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштармен салыстырғанда, асинхронды қозғалтқыштар жұмыс істеген кезде қоздыру үшін электр энергиясын сіңіруі керек, бұл электр энергиясын тұтынады және қозғалтқыштың тиімділігін төмендетеді. Тұрақты магнитті қозғалтқыштар тұрақты магниттердің қосылуына байланысты қымбатырақ.
Айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарын таңдайтын модельдер өнімділікке басымдық береді және жоғары жылдамдықтағы айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарының өнімділік шығысы мен тиімділік артықшылықтарын пайдаланады. Өкілдік модель - ертедегі S моделі. Негізгі ерекшеліктері: Автокөлік жоғары жылдамдықпен жүргенде, ол жоғары жылдамдықты жұмысты және электр энергиясын тиімді пайдалануды сақтай алады, сонымен қатар максималды қуат шығысын сақтай отырып, энергия тұтынуды азайтады;
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды таңдайтын модельдер энергия тұтынуға басымдық береді және тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың өнімділік шығысын және төмен жылдамдықта тиімді жұмыс істеуін пайдаланады, бұл оларды шағын және орта көлемді автомобильдерге жарамды етеді. Оның сипаттамалары - шағын өлшем, жеңіл салмақ және батареяның ұзақ қызмет ету мерзімі. Сонымен қатар, ол жылдамдықты реттеудің жақсы өнімділігіне ие және қайталанатын іске қосу, тоқтату, үдеу және баяулау кезінде жоғары тиімділікті сақтай алады.
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар басым. Advanced Industry Research Institute (GGII) жариялаған «Жаңа энергетикалық көлік құралдары саласының айлық дерекқорының» статистикасына сәйкес, 2022 жылдың қаңтарынан тамызына дейін жаңа энергетикалық көлік құралдарының қозғалтқыштарының орнатылған қуаты шамамен 3,478 миллион бірлікті құрады, бұл өткен жылмен салыстырғанда 101%-ға өскен. Олардың ішінде тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың орнатылған қуаты 3,329 миллион бірлікті құрады, бұл өткен жылмен салыстырғанда 106%-ға өскен; айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарының орнатылған қуаты 1,295 миллион бірлікті құрады, бұл өткен жылмен салыстырғанда 22%-ға өскен.
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар таза электрлік жеңіл автомобильдер нарығындағы негізгі қозғалтқыштарға айналды.
Елімізде және шетелде негізгі модельдерге арналған қозғалтқыштарды таңдауға қарағанда, отандық SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors және т.б. шығарған жаңа энергия көліктерінің барлығы тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды пайдаланады. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар негізінен Қытайда қолданылады. Біріншіден, тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардың төмен жылдамдықты өнімділігі және жоғары конверсия тиімділігі бар, бұл қалалық көлік қозғалысында жиі іске қосылатын және тоқтайтын күрделі жұмыс жағдайларына өте қолайлы. Екіншіден, тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштардағы неодим темір борының тұрақты магниттеріне байланысты. Материалдар сирек кездесетін жер ресурстарын пайдалануды қажет етеді, ал менің елімде әлемдегі сирек кездесетін жер ресурстарының 70%-ы бар, ал NdFeB магниттік материалдарының жалпы өндірісі әлемнің 80%-ына жетеді, сондықтан Қытай тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды пайдалануға көбірек қызығушылық танытуда.
Шетелдік Tesla және BMW компаниялары бірлесіп әзірлеу үшін тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар мен айнымалы ток асинхронды қозғалтқыштарын пайдаланады. Қолдану құрылымы тұрғысынан тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш жаңа энергия көліктері үшін негізгі таңдау болып табылады.
Тұрақты магнитті материалдардың құны тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштар құнының шамамен 30%-ын құрайды. Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыштарды өндіруге арналған шикізатқа негізінен неодим темір боры, кремнийлі болат парақтары, мыс және алюминий жатады. Олардың ішінде тұрақты магнитті материал неодим темір боры негізінен ротордың тұрақты магниттерін жасау үшін қолданылады, ал құны шамамен 30% құрайды; кремнийлі болат парақтары негізінен тапсырыс бойынша жасалған бұйымдарды жасау үшін қолданылады. Ротор өзегінің құны шамамен 20% құрайды; статор орамасының құны шамамен 15% құрайды; қозғалтқыш білігінің құны шамамен 5% құрайды; ал қозғалтқыш қабығының құны шамамен 15% құрайды.
Неліктен?OSG тұрақты магнитті қозғалтқыштары бұрандалы ауа компрессорытиімдірек пе?
Тұрақты магнитті синхронды қозғалтқыш негізінен статор, ротор және қабық компоненттерінен тұрады. Кәдімгі айнымалы ток қозғалтқыштары сияқты, статор өзегі қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде құйынды ток пен гистерезис әсерлерінен темір шығынын азайту үшін ламинатталған құрылымға ие; орамалары да әдетте үш фазалы симметриялы құрылымдар болып табылады, бірақ параметрлерді таңдау мүлдем басқаша. Ротор бөлігінің әртүрлі формалары бар, соның ішінде іске қосу тиін торы бар тұрақты магнитті ротор және ендірілген немесе бетіне орнатылған таза тұрақты магнитті ротор. Ротор өзегін қатты құрылымға немесе ламинатталған етіп жасауға болады. Ротор әдетте магнит деп аталатын тұрақты магнитті материалмен жабдықталған.
Тұрақты магнитті қозғалтқыштың қалыпты жұмысы кезінде ротор мен статордың магнит өрістері синхронды күйде болады. Ротор бөлігінде индукциялық ток болмайды, ротордың мыс шығыны, гистерезис немесе құйынды ток шығыны болмайды. Ротордың шығыны мен қызу мәселесін қарастырудың қажеті жоқ. Әдетте, тұрақты магнитті қозғалтқыш арнайы жиілік түрлендіргішімен жұмыс істейді және табиғи түрде жұмсақ іске қосу функциясына ие. Сонымен қатар, тұрақты магнитті қозғалтқыш - қоздыру қарқындылығы арқылы қуат коэффициентін реттеу сипатына ие синхронды қозғалтқыш, сондықтан қуат коэффициентін белгіленген мәнге дейін жобалауға болады.
Бастапқы тұрғыдан алғанда, тұрақты магнитті қозғалтқыш айнымалы жиіліктегі қуат көзі немесе тірек инверторымен іске қосылатындықтан, тұрақты магнитті қозғалтқышты іске қосу процесі өте оңай; ол айнымалы жиіліктегі қозғалтқышты іске қосуға ұқсас және кәдімгі торлы асинхронды қозғалтқыштардың іске қосу ақауларын болдырмайды.
Қысқасы, тұрақты магнитті қозғалтқыштардың тиімділігі мен қуат коэффициенті өте жоғары деңгейге жетуі мүмкін, құрылымы өте қарапайым және нарық соңғы он жылда өте қызу болды.
Дегенмен, тұрақты магнитті қозғалтқыштарда қоздырудың істен шығуы сөзсіз мәселе болып табылады. Ток тым үлкен немесе температура тым жоғары болған кезде, қозғалтқыш орамаларының температурасы бірден көтеріледі, ток күрт артады және тұрақты магниттер қозуды тез жоғалтады. Тұрақты магнитті қозғалтқышты басқаруда қозғалтқыш статорының орамасының жанып кету мәселесін болдырмау үшін шамадан тыс токтан қорғау құрылғысы орнатылған, бірақ қоздырудың жоғалуы және жабдықтың өшуі сөзсіз.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 12 желтоқсан
