Синхронные двигатели PUMBAA с постоянными магнитами (PMSM) для привода электромобилей gen5 PML030

1. Двигатель с плоской проволокой
Форма обмотки двигателя постепенно меняется от круглого провода к плоскому проводу с высокой скоростью заполнения пазов, короткими концами, высокой плотностью мощности и высокой способностью рассеивания тепла.

2. Конструкция изоляции высокого напряжения.
В двигателе используются новые изоляционные материалы и технологии, отвечающие требованиям контроллеров SiC к высокой частоте переключения для все более высокоскоростных двигателей.

3. Высокоскоростные и сверхмощные изолированные подшипники.
В конструкции двигателя используются изолированные подшипники, которые могут соответствовать проектным требованиям 24000 об/мин; И это может эффективно подавлять возникновение электрической коррозии подшипников.

4. Двигатель с масляным охлаждением.
Двигатель имеет высокоскоростную конструкцию с масляным охлаждением, которая эффективно снижает номинальную мощность после уменьшения объема, что не только повышает эффективность, но и продлевает срок службы системы.

5. Отличные характеристики шума и шума.
Ротор двигателя имеет сегментированную конструкцию с наклонным полюсом, которая эффективно оптимизирует NVH системы двигателя.

Двигатель с постоянными магнитами (PMSM) — это тип синхронного двигателя переменного тока, магнитное поле которого возбуждается постоянным магнитом, генерирующим синусоидальное обратное электромагнитное поле. Он содержит тот же ротор и статор, что и асинхронный двигатель, но в роторе используются постоянные магниты для создания магнитного поля. В результате нет необходимости наматывать обмотки магнитного поля на ротор. Он также известен как трехфазный бесщеточный синусоидальный двигатель с постоянными магнитами.

Принцип двигателя PMSM

По сравнению с традиционными двигателями синхронные двигатели с постоянными магнитами обладают высокой эффективностью, бесщеточными, высокой скоростью, безопасностью и высокими динамическими характеристиками. Он обеспечивает плавный крутящий момент и низкий уровень шума и в основном используется в высокоскоростных приложениях, таких как робототехника. Это синхронный двигатель трехфазного переменного тока, работающий синхронно с внешним источником питания переменного тока.

Вместо использования обмоток ротор оснащен постоянными магнитами для создания вращающегося магнитного поля. Без источника питания постоянного тока эти двигатели очень просты и недороги. Он содержит статор с тремя обмотками и ротор с постоянными магнитами для создания полюсов магнитного поля. Подайте на статор трехфазную входную мощность переменного тока, и работа начнется.

Синхронные двигатели с постоянными магнитами работают аналогично синхронным двигателям. Он основан на вращающемся магнитном поле для создания электродвижущей силы с синхронной скоростью. Когда на обмотки статора подается трехфазное питание, между воздушными зазорами создается вращающееся магнитное поле.

Крутящий момент генерируется, когда полюса ротора поддерживают вращающееся магнитное поле с синхронной скоростью, и ротор вращается непрерывно. Поскольку эти двигатели не являются самозапускающимися, необходимо предусмотреть источник питания переменной частоты.

Статор для двигателей PMSM:

Как и в обычных асинхронных двигателях переменного тока, мощность подается через обмотки статора. Обмотки статора PMSM обычно распределяются по нескольким пазам, чтобы приблизиться к синусоидальному распределению, что приводит к обратной форме волны ЭДС синусоидальной формы.

Ротор двигателей PMSM:

Конструкция синхронного двигателя с постоянными магнитами аналогична конструкции обычного синхронного двигателя, с той лишь разницей, что это ротор. Ротор не имеет обмоток магнитного поля, но для создания полюсов магнитного поля используются постоянные магниты. Постоянные магниты, используемые в PMSM, состоят из самария-кобальта и диэлектрика, железа и бора из-за их высокой проницаемости.

Наиболее широко используемым постоянным магнитом является феррон-неодим-бор из-за его низкой стоимости и легкой доступности. В этом типе на роторе установлены постоянные магниты. По способу установки постоянного магнита на ротор конструкцию синхронного двигателя с постоянными магнитами можно разделить на два типа.

Если магнит установлен на поверхности ротора двигателя, двигатель PMSM называется постоянным магнитом поверхностного монтажа (SPM).

Если магнит установлен внутри ротора, двигатель PMSM называется внутренним постоянным магнитом (IPM). Двигатели с роторами с внутренними постоянными магнитами (IPM) обеспечивают чрезвычайно высокий КПД.

Конструкция двигателя PMSM

Преимущества двигателя PMSM

PMSM имеет сильную перегрузочную способность. Плотность мощности СДСМ выше, чем у асинхронных двигателей.

Более высокий КПД и меньший размер по сравнению с асинхронными двигателями (двигатели с постоянными магнитами составляют лишь одну треть размера большинства двигателей переменного тока, что упрощает установку и обслуживание).

PMSM способен поддерживать полный крутящий момент на низких скоростях.

В двигателях с постоянными магнитами для создания магнитного поля ротора используются магниты, а не намагниченная составляющая тока статора, как в асинхронных двигателях. Эти магниты почти не потребляют энергии, поэтому в отличие от асинхронных двигателей переменного тока и синхронных двигателей возбуждения потери в меди ротора незначительны.

По сравнению с асинхронными двигателями PMSM имеет низкие электрические потери ротора и меньшее рассеивание тепла. Кроме того, поскольку механические коллекторы и щетки не требуют износа, как асинхронные двигатели, трение незначительное и высокая долговечность.

PMSM не требует особого обслуживания, долговечен и надежен. Для бесщеточных и механических переключателей стоимость регулярного обслуживания значительно снижается, а риск образования искр в особых условиях исключается.

Двигатели PMSM работают с более высоким коэффициентом мощности, что повышает коэффициент мощности всей системы. Увеличение коэффициента мощности также снижает падение напряжения в системе и на конце двигателя.

Обеспечивает плавный крутящий момент и динамические характеристики.

НедостаткиПМСМ Мотор 

Этот тип двигателя очень дорогой по сравнению с асинхронными двигателями.

Поскольку это не самозапускающийся двигатель, его сложно запустить.

Нам нужна сложная система управления для управления током статора.

В сфере электродвигателей решающую роль в современных приложениях играет инверторный бесщеточный двигатель, часто называемый инверторным двигателем BLDC. Оба этих типа двигателей используют постоянные магниты и для эффективной работы полагаются на электронную коммутацию. Инверторный двигатель BLDC предназначен для бесперебойной работы с инверторной технологией, преобразуя постоянный ток в переменный для управления скоростью и крутящим моментом двигателя. Эта технология тесно связана с синхронными двигателями с постоянными магнитами (PMSM), поскольку обе используют схожие принципы работы. В то время как инверторный двигатель BLDC обычно отличается простотой и экономичностью, двигатели PMSM известны своей высокой точностью и производительностью в требовательных приложениях. В конечном счете, связь между этими типами двигателей подчеркивает достижения в области электродвигателей, делая их неотъемлемой частью различных промышленных и автомобильных приложений.