Синхронные двигатели PUMBAA с постоянными магнитами (PMSM) для привода электромобилей gen5 PML080

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.

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

Бесщеточный электродвигатель (PMSM-RRB) использует постоянный магнит для обеспечения возбуждения (возбуждение: магнитное поле, в котором работает двигатель). Он бесщеточный и не требует тока возбуждения для повышения эффективности и удельной мощности двигателя.

Еще в 1920-х годах появился первый в мире двигатель, и эта часть ротора двигателя представляет собой постоянный магнит, используемый для создания возбуждения поля. Но материалом постоянного магнита, используемым в то время, была природная магнетитовая руда (FE3O4), плотность магнитной энергии очень низкая, и он был изготовлен из большого двигателя, который вскоре был заменен двигателем с электрическим возбуждением. С развитием технологий появилось много вариантов материалов для постоянных магнитов, среди которых наиболее превосходными являются редкоземельные материалы, поэтому использование редкоземельных материалов с постоянными магнитами называется двигателем с редкоземельными постоянными магнитами.

Синхронный двигатель можно разделить на два типа: неявнополюсный двигатель и явнополюсный двигатель. «Сердечник ротора из многослойной стали» на рисунке 18 должен быть «сердечником статора из многослойной стали».

Рисунок 19: явнополюсная синхронная машина с внешним возбуждением (слева), неявнополюсная синхронная машина с постоянными магнитами (PMSM/SMPMSM) (в центре) и явнополюсная синхронная машина со встроенным постоянным магнитом (IPMSM) (справа)(6) ) Централизованные и распределенные обмотки

Обмотки синхронного двигателя могут быть распределенными или централизованными. При централизованном расположении обмоток все провода находятся в пазе и охватывают один полюс, т.е. пролет составляет один полюс, как видно на рис. 18 и рис. 20 (вверху). Распределенные обмотки имеют больший пролет. В примере на рисунке 19 (справа) каждая обмотка охватывает шесть пазов, а на рисунке 20 (внизу) пролет равен 3. Кроме того, централизованные обмотки разных фаз не перекрываются, а распределенные обмотки перекрываются, что ясно видно. показано на рисунке 20. В централизованных обмотках используется меньше меди и они имеют более короткие концевые обмотки. На рисунке 20 два изображения справа показывают, насколько длиннее обмотки с медными концами, чем длина ротора. Распределенные обмотки на правом нижнем рисунке показывают, насколько увеличен конец. Благодаря небольшому количеству поперечных пазов в централизованной обмотке для соединения обмоток требуется меньше меди. Таким образом, централизованные обмотки можно сконструировать более компактно, используя меньше меди (и, следовательно, дешевле).

Централизованная (верхняя) обмотка и распределенная (нижняя) обмотка

Однако из-за отличных характеристик распределенных обмоток этот тип обмотки по-прежнему остается основным типом обмотки; По сравнению с централизованными обмотками, оптимизация пространственной формы потока возбуждения распределенных обмоток (почти синусоидальная), поэтому содержание гармоник низкое и производительность превосходная. Режим распределенной обмотки может создавать почти постоянное вращающееся магнитное поле статора. Поскольку стоимость производства двигателей растет, давление на производителей также увеличивается. Поскольку изготовление централизованных обмоток проще и дешевле, изготовление централизованных обмоток получает все большее распространение.

 Синхронный электродвигатель с постоянными магнитами делится на два способа: один — управлять двигателем с помощью регулятора преобразования частоты для достижения синхронизации, другой — достигать синхронизации через асинхронный режим запуска.

бесщеточный электродвигательне может быть запущен напрямую от трехфазного переменного тока. Из-за большой инерции ротора магнитное поле вращается слишком быстро, и неподвижный ротор вообще не может запускаться и вращаться вместе с магнитным полем.

Режим VVF: питание бесщеточного электродвигателя обеспечивается VF, а выходная частота VF непрерывно повышается от 0 до рабочей частоты при запуске, скорость двигателя возрастает синхронно с частотой инвертора. Скорость двигателя можно изменить, изменив частоту инвертора.

Асинхронный режим пуска: пуск и работа бесщеточного электродвигателя обусловлены взаимодействием магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, короткозамкнутой обмоткой ротора и постоянным магнитом. Прямой трехфазный источник электропитания предназначен для установки клеточной обмотки на роторе с постоянными магнитами, где регулировка скорости не требуется.

Чтобы улучшить производительность системы управления синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ), обеспечить более высокую скорость отклика, более высокую точность скорости и более широкий диапазон скоростей, предлагается ряд новых стратегий управления для управления синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ). . Управление синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ) включает в себя векторное управление, прямое управление крутящим моментом и интеллектуальное управление.

(1) стратегия векторного управления СДСМ отличается от стратегии асинхронного двигателя. Поскольку скорость СДСМ строго синхронизирована с частотой источника питания, скорость его ротора равна скорости вращающегося магнитного поля, а скольжение равно нулю. Следовательно, векторное управление проще реализовать на синхронном двигателе с постоянными магнитами.

(2) Прямое управление крутящим моментом. Прямое управление крутящим моментом не требует векторного управления, сложного преобразования координат вращения и ориентации потока ротора. Крутящий момент заменяет ток в качестве управляемого объекта, а вектор напряжения является единственным входным сигналом для системы управления, крутящий момент и поток прямого управления увеличиваются или уменьшаются, но крутящий момент и потокосцепление не развязаны, модель двигателя упрощена, сигнал ШИМ отсутствует. Генератор, простая структура управления, небольшое влияние изменений параметров двигателя, достигаются отличные динамические характеристики.

(3) Чтобы улучшить характеристики управления и точность синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДСМ), для управления СДСМ были применены нечеткое управление и управление нейронной сетью. В структуре многоконтурного управления интеллектуальный контроллер действует как регулятор скорости во внешнем контуре, пи-управление и прямое управление крутящим моментом по-прежнему используются во внутреннем контуре управления током и управлении крутящим моментом, основная функция внутреннего контура заключается в изменении Характеристики объекта для управления внешним контуром и ошибки, вызванные различными возмущениями, могут контролироваться или ограничиваться внешним контуром.

При применении интеллектуального управления в системе синхронного двигателя с постоянными магнитами (СДПМ) нельзя полностью отказаться от традиционного метода управления.

(1) В настоящее время синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) широко используется в сервоприводах малой мощности (от 0,1 до 10 кВт) в системах автоматизации, автоматическом механическом оборудовании и инструментах.

(2) Синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) мощностью до 30–250 кВт все чаще используются в гибридных и полностью электрических транспортных средствах.

(3) Синхронный двигатель с электрическим возбуждением и синхронный двигатель с постоянными магнитами (СДСМ) использовались на высокоскоростных железных дорогах и используются до сих пор. Однако асинхронные двигатели также широко используются в качестве более дешевой альтернативы.

(4) Синхронные двигатели с постоянными магнитами (PMSM) используются в областях, где эффективность и вес имеют первостепенное значение, например, в аэрокосмической промышленности.

(5) Приводы с ШИМ имеют преимущество низких потерь в роторе, что привлекательно для применений, где охлаждение ротора является дорогостоящим.

(1) Обеспечивает максимальную эффективность при работе на базовой скорости.

(2) Обеспечить максимальное соотношение крутящего момента и веса.

(3) Тип используемого магнитного материала оказывает большее влияние на общую стоимость двигателя.

(4) Слабые магнитные области требуют использования дополнительного тока, что обычно приводит к снижению эффективности на высоких скоростях (по сравнению с асинхронными двигателями).

(1) Высокоэффективная трансмиссия (аэрокосмическая, автомобильная промышленность)

(2) В некоторых домашних условиях используются недорогие ферритовые магниты.

(3) В частности, в промышленности более широкое распространение получил явнополюсный синхронный двигатель с постоянными магнитами (ИПМСМ) с централизованными обмотками из-за сложности его изготовления и более низкой стоимости. Однако по сравнению с синхронными машинами с распределенными обмотками использование централизованных обмоток может снизить производительность.

Электрический двигатель грузовика

Электродвигатели для грузовых автомобилей специально разработаны для электрических грузовиков и представляют собой экологически чистую и эффективную альтернативу традиционным дизельным двигателям. В этих двигателях используется передовая технология электропривода, обеспечивающая впечатляющий крутящий момент и быстрое ускорение, что крайне важно для тяжелых условий эксплуатации. Электродвигатели грузовых автомобилей, которые обычно питаются от аккумуляторов большой емкости, способствуют сокращению выбросов парниковых газов и снижению эксплуатационных расходов. Учитывая растущее внимание к устойчивому развитию, многие производители инвестируют в электрические двигатели для грузовых автомобилей, чтобы удовлетворить нормативные требования и потребительский спрос на более экологичные транспортные решения.

Гибридный двигатель

Гибридные двигатели сочетают в себе двигатели внутреннего сгорания и электрические силовые установки, предлагая преимущества обеих технологий. В гибридных автомобилях двигатель может переключаться между бензином или дизельным топливом и электроэнергией, оптимизируя эффективность в зависимости от условий движения. Такая универсальность позволяет снизить расход топлива и выбросы, сохраняя при этом необходимую мощность для различных применений. Гибридные двигатели обычно используются в транспортных средствах, где важны больший запас хода и быстрая дозаправка, что делает их популярным выбором как для коммерческих автопарков, так и для личного транспорта. Поскольку автомобильная промышленность продолжает развиваться, гибридные двигатели представляют собой переходную технологию к более устойчивому будущему транспорта.