Ожидается, что по мере снижения материальных затрат и совершенствования технологий управления синхронные двигатели с постоянными магнитами будут доминировать в следующем поколении силовых агрегатов электромобилей.
Поскольку мировая индустрия электромобилей (EV) продолжает расширяться, эффективность и эксплуатационные характеристики стали ключевыми факторами при проектировании трансмиссий. Среди различных моторных технологий Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) стал наиболее предпочтительным выбором для современных электромобилей благодаря своей высокой эффективности, компактным размерам и превосходной плотности крутящего момента.
Синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) - это тип синхронного двигателя переменного тока, который использует постоянные магниты, встроенные в ротор или прикрепленные к нему для создания постоянного магнитного поля. Статор генерирует вращающееся магнитное поле, питаемое переменным током, которое взаимодействует с магнитами ротора, заставляя его вращаться синхронно с полем статора.
В отличие от асинхронных двигателей, которые используют индуцированный ток для создания магнитных полей, в PMSM используются постоянные магниты, часто изготовленные из редкоземельных материалов, таких как неодим-железо-бор (NdFeB), для повышения магнитной прочности и энергоэффективности.
PMSM работает по принципу синхронного вращения:
Статор питается трехфазным переменным током, генерирующим вращающееся магнитное поле.
• Ротор, оснащенный постоянными магнитами, выравнивается и вращается синхронно с полем статора.
• Датчик положения ротора или энкодер обычно используются для поддержания синхронизации, обеспечивая плавный крутящий момент и точное управление.
• Благодаря такой синхронности PMSM обеспечивают высокий крутящий момент на низких оборотах, что делает их идеальными для систем привода электромобилей.
На поверхности ротора установлены магниты.
Преимущества: Простая конструкция, быстрый динамический отклик.
Область применения: Легкие электромобили, скутеры и небольшие легковые автомобили.
Магниты встроены в ротор.
Преимущества: Более высокая плотность крутящего момента, лучшие характеристики ослабления поля и повышенная эффективность на высоких скоростях.
Применение: В большинстве современных электромобилей, включая Tesla Model 3 и Nissan Leaf, используется технология IPMSM.
Двигатели PMSM обеспечивают КПД до 95-97%, снижая потери энергии и увеличивая запас хода электромобилей. Такая высокая эффективность достигается за счет снижения потерь меди в роторе по сравнению с асинхронными двигателями.
Использование мощных редкоземельных магнитов позволяет двигателям PMSM достигать большего крутящего момента на единицу веса, что приводит к компактным и легким приводным системам - важнейшему преимуществу электромобилей.
PMSM обеспечивают мгновенный отклик на крутящий момент и плавное ускорение, что способствует более быстрому и комфортному вождению.
Поскольку обмотки ротора отсутствуют, PMSM выделяют меньше тепла, что помогает повысить надежность системы и срок ее службы.
Синхронная работа PMSM обеспечивает точное регулирование скорости и положения, что важно для обеспечения тяги и рекуперативного торможения в электромобилях.
| Особенность | PMSM | Двигатель постоянного тока (BLDC) | Асинхронный двигатель (IM) |
| Эффективность | Очень высокая (95-97%) | Высокая (90-95%) | Умеренная (85-90%) |
| Плотность крутящего момента | Отлично | Хорошо | Умеренный |
| Диапазон скоростей | Широкий (с ослаблением поля) | Ограниченный | Широкий |
| Стоимость | Более высокий (благодаря магнитам) | Средний | Ниже |
| Поддержка | Низкий | Низкий | Средний |
| Типичное применение | Электромобили высокого класса, легковые автомобили | Электровелосипеды, небольшие электромобили | Бюджетные электромобили, старые модели |
Двигатели PMSM превосходят большинство аналогов по эффективности, крутящему моменту и общим ходовым качествам, что делает их предпочтительным выбором для электромобилей следующего поколения.
легковых электромобилях EVs •bull; (например, Tesla, Nissan, Hyundai).
• Электрические автобусы и грузовики
• Двухколесные автомобили и электроскутеры
• Гибридные электромобили (HEV)
• Промышленные электромобили и вилочные погрузчики
Гибкость технологии PMSM позволяет производителям адаптировать рабочие характеристики, такие как крутящий момент, скорость и экономичность, в соответствии с конкретными потребностями автомобиля.
Двигатель PMSM выделяется как ключевая технология, способствующая революции в электромобилях. Благодаря своей высокой эффективности, компактному дизайну и превосходному крутящему моменту, он позволяет производителям электромобилей достигать большей дальности хода, более быстрого ускорения и плавности хода.
Ожидается, что по мере снижения материальных затрат и совершенствования технологий управления синхронные двигатели с постоянными магнитами будут доминировать в следующем поколении силовых агрегатов электромобилей.
Ожидается, что по мере снижения материальных затрат и совершенствования технологий управления синхронные двигатели с постоянными магнитами будут доминировать в следующем поколении силовых агрегатов электромобилей.
