Pumbaa 350KW PMSM piedziņas motori elektrotransportlīdzekļiem PML350

1. Plakanvadu motors
• Motora tinuma forma pakāpeniski pāriet no apaļas stieples uz plakanu vadu, ar augstu rievu aizpildīšanas ātrumu, īsiem galiem, augstu jaudas blīvumu un spēcīgu siltuma izkliedes spēju

2. Augstsprieguma izolācijas konstrukcija
• Motors ir aprīkots ar jauniem izolācijas materiāliem un procesiem, lai atbilstu SiC regulatoru augstās pārslēgšanās frekvences prasībām arvien ātrākiem motoriem.

•3. Ātrgaitas un īpaši izturīgi izolēti gultņi
• Motora konstrukcijā izmantoti izolēti gultņi, kas atbilst 24000 apgr./min konstrukcijas prasībām; Un tas var efektīvi kavēt gultņu elektriskās korozijas veidošanos

4. Ar eļļu dzesējams motors
• Motors izmanto ātrgaitas eļļas dzesēšanas struktūru, kas efektīvi samazina nominālo jaudu pēc tilpuma samazināšanas, kas ne tikai uzlabo efektivitāti, bet arī uzlabo sistēmas kalpošanas laiku

5. Lieliska NVH veiktspēja
• Motora rotors izmanto segmentētu slīpu polu struktūru, kas efektīvi optimizē motora sistēmas NVH

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors (PMSM) ir pastāvīgā magnēta motors, ko plaši izmanto elektriskajos transportlīdzekļos (EV). Ar par 15 % augstāku efektivitāti nekā indukcijas motoriem (IM) un augstāko jaudas blīvumu starp vilces motoriem tas ir kļuvis par mūsdienu EV piedziņas sistēmu stūrakmeni.

1. Kas ir pastāvīgā magnēta sinhronais motors (PMSM)?

Kā maiņstrāvas sinhronā motora veids, PMSM ģenerē savu magnētisko lauku, izmantojot pastāvīgos magnētus, kas rada sinusoidālus pretelektromotoriskos spēkus. Lai gan tam ir tāda pati statora un rotora struktūra kā indukcijas motoriem, PMSM rotors magnētiskā lauka ģenerēšanai izmanto pastāvīgos magnētus (PM), nevis lauka tinumus, tāpēc tam ir alternatīvs nosaukums "trīsfāžu bezsuku pastāvīgā magnēta sinusoidālais motors".
Salīdzinot ar tradicionālajiem motoriem, PMSM izceļas ar efektivitāti, bezkontaktu konstrukciju, lielu rotācijas ātrumu, drošību un dinamisko veiktspēju. Tie nodrošina vienmērīgu griezes momentu ar zemu trokšņa līmeni, padarot tos ideāli piemērotus ātrgaitas lietojumprogrammām, piemēram, robotikai. Kā trīsfāžu maiņstrāvas sinhronie motori tie darbojas sinhroni ar ārējiem maiņstrāvas barošanas avotiem.

PMSM nav rotora tinumu; tā vietā pastāvīgie magnēti tieši ģenerē rotējošo magnētisko lauku. Tas novērš nepieciešamību pēc līdzstrāvas ierosmes, vienkāršojot to struktūru un samazinot izmaksas. To galvenās sastāvdaļas ir stators (ar trīsfāžu tinumiem) un rotors (ar PM). Darbību uzsāk statora barošana ar trīsfāžu maiņstrāvu.

PMSM darbība ir līdzīga sinhrono motoru darbībai: tā balstās uz rotējošu magnētisko lauku (RMF), lai sinhronā ātrumā inducētu elektromotora spēku. Kad statora tinumiem tiek pievadīta trīsfāžu maiņstrāva, gaisa spraugā veidojas RMF. Rotora PM griežoties sinhroni ar šo RMF, tiek ģenerēts griezes moments. Jāatzīmē, ka PMSM neiedarbojas paši un to darbībai ir nepieciešams mainīgas frekvences barošanas avots.

2. PMSM motoru struktūra

Stators: Līdzīgi kā parastajiem maiņstrāvas indukcijas motoriem, PMSM stators saņem enerģiju caur tinumiem. Šie tinumi parasti ir sadalīti vairākās spraugās gandrīz sinusoidālā rakstā, lai radītu sinusoidālu pretelektromotoriskā spēka (EMS) viļņu formu.

Rotors: PMSM atšķiras no parastajiem sinhronajiem motoriem ar rotora konstrukciju. Lauka tinumu vietā rotors izmanto pastāvīgos magnētus, lai ģenerētu magnētiskos polus. Izplatītākie PM materiāli ir samārija-kobalta un neodīma-dzelzs-bora (NdFeB) savienojumi, pateicoties to augstajai caurlaidībai un izmaksu efektivitātei. PMSM tiek kategorizēti pēc PM izvietojuma:

·Uz virsmas montējams PMSM (SPM): PM ir piestiprināti pie rotora virsmas.

· Iekšējais PMSM (IPM): PM ir iestrādāti rotora iekšpusē. IPM konstrukcijas piedāvā ievērojami augstāku efektivitāti.

(PMSM)

3. PMSM vadības principi

PMSM piedziņās tiek izmantota klasiskā vektoru vadības tehnoloģija, kas nodrošina precīzu ātruma kontroli ar slēgtas cilpas sistēmu. Slēgtas cilpas sistēma izmanto ātruma atgriezenisko saiti, lai reāllaikā izsekotu rotora pozīciju, atbalstot bezpakāpju ātruma regulēšanu, tostarp pilnu griezes momentu pie nulles ātruma.

Uz rotora vārpstas ir uzstādīts pozīcijas sensors (piemēram, kodētājs vai resolvers), lai noteiktu rotora pozīciju. Izmantojot motora parametrus un strāvas mērījumus (ko apstrādā ātrdarbīgs digitālais signālu procesors jeb DSP), piedziņa aprēķina rotora pozīciju. Katra paraugu ņemšanas intervāla laikā trīsfāžu maiņstrāvas sistēma tiek pārveidota rotējošā divu koordinātu sistēmā, kur strāvas tiek sadalītas tiešās (d) un kvadratūras (q) komponentēs neatkarīgai vadībai.

Pamatojoties uz vektoru vadības stratēģijām, piedziņa ģenerē atsauces dq strāvas komponentes, kas saskaņotas ar mērķa griezes momentu. Šīs atsauces pēc tam tiek izmantotas, lai ģenerētu vārtu piedziņas signālus invertoram. Galvenā priekšrocība ir tās ātrā dinamiskā reakcija: griezes momenta un plūsmas savienojuma efekti tiek pārvaldīti, izmantojot atvienošanas vadību (statora plūsmas orientācija), kas nodrošina neatkarīgu griezes momenta un plūsmas regulēšanu. Tomēr šī augstā skaitļošanas sarežģītība prasa, lai piedziņa izmantotu ātru procesoru vai DSP.

4. PMSM priekšrocības un trūkumi

Priekšrocības:

· Spēcīga pārslodzes spēja; jaudas blīvums ievērojami pārsniedz indukcijas motoru jaudas blīvumu.

·Augstāka efektivitāte (par 15 % labāka nekā IM) un mazāks izmērs (1/3 mazāks nekā parasto motoru tilpums), kas vienkāršo uzstādīšanu un apkopi.

· Nodrošina pilnu griezes momentu pie zemiem apgriezieniem.

· Niecīgi rotora vara zudumi (nav lauka ierosmes caur statora strāvu), kas samazina siltuma veidošanos un pagarina kalpošanas laiku.

Bezkontaktu konstrukcija novērš mehāniskos komutatorus, samazinot berzi, nodilumu un apkopes izmaksas, vienlaikus novēršot dzirksteļu risku skarbos apstākļos.

· Augsts jaudas koeficients uzlabo visas sistēmas efektivitāti un samazina līnijas/sprieguma kritumu.

· Vienmērīga griezes momenta izvade ar izcilu dinamisko sniegumu.

Trūkumi:

·Augstākas izmaksas salīdzinājumā ar indukcijas motoriem.

· Nav pašpalaišanās; palaidei nepieciešami mainīgas frekvences barošanas avoti.

·Statora strāvu pārvaldībai ir nepieciešamas sarežģītas vadības sistēmas.

(Darbojas motors)

Secinājums

Pastāvīgā magnēta sinhronais motors (PMSM) ir kļuvis par galveno tehnoloģiju elektrotransportlīdzekļu piedziņas sistēmās, pateicoties tā nepārspējamajai efektivitātei, augstajam jaudas blīvumam un izcilajai dinamiskajai veiktspējai. Likvidējot lauka tinumus un sukas, izmantojot pastāvīgā magnēta ierosmi, PMSM samazina zudumus un uzlabo uzticamību. Tikmēr vektoru vadības tehnoloģija nodrošina neatkarīgu griezes momenta un plūsmas regulēšanu, nodrošinot tādas galvenās funkcijas kā pilns griezes moments pie nulles ātruma un ātra reaģēšana.

Lai gan PMSM saskaras ar izaicinājumiem — augstākām izmaksām, prasībām pret pašuzstartēšanos un sarežģītām vadības sistēmām —, to dominance elektroautomobiļu tirgū joprojām ir nesatricināma. To efektivitāte (par 15 % labāka nekā IM), kompaktais izmērs (1/3 mazāks nekā tradicionālo motoru tilpums) un griezes momenta saglabāšana pie maza ātruma padara tos neaizstājamus elektroautomobiļiem ar lielu darbības rādiusu un augstu veiktspēju.

Tā kā retzemju materiālu (piemēram, NdFeB N52), mākslīgā intelekta vadītu vadības algoritmu (piemēram, modeļu paredzošās vadības) un 800 V augstsprieguma platformu attīstība kļūst arvien izplatītāka, PMSM (polimerizētas gareniskās mehānisma iekārtas) turpinās attīstīties, optimizējot izmaksas, veiktspēju un ilgtspējību. Raugoties nākotnē, PMSM nostiprinās savu lomu kā elektrotransportlīdzekļu "jaudas sirds", veicinot nozares inovācijas un atbalstot globālos oglekļa neitralitātes mērķus.