محركات متزامنة مغناطيس دائمة بومبا (PMSM) لقيادة السيارة الكهربائية Gen5 PML030

1. محرك سلك مسطح
ينتقل الشكل المتعرج للمحرك تدريجياً من الأسلاك المستديرة إلى الأسلاك المسطحة ، مع معدل ملء الفتحات العالي ، والأطراف القصيرة ، وكثافة الطاقة العالية ، وسعة تبديد الحرارة القوية

2. تصميم عزل الجهد العالي
يتبنى المحرك مواد وعمليات عازلة جديدة لتلبية متطلبات تردد التبديل العالية من وحدات تحكم SIC لمحركات عالية السرعة بشكل متزايد

3. محامل عالية السرعة وعزيزة للخدمة الشاقة
يستخدم تصميم المحرك محامل معزولة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات تصميم 24000 دورة في الدقيقة/دقيقة ؛ ويمكن أن تمنع بفعالية توليد التآكل الكهربائي للمحامل

4. المحرك المبرد بالزيت
يتبنى المحرك هيكلًا عالي السرعة المبرد بالزيت ، والذي يقلل بشكل فعال من الطاقة المقدرة بعد تقليل الحجم ، مما لا يحسن الكفاءة فحسب ، بل يعمل أيضًا على تحسين عمر خدمة النظام

5. أداء NVH ممتاز
يتبنى الدوار المحرك بنية قطب مائلة مجزأة ، مما يحسن بشكل فعال NVH لنظام المحرك

محرك PMSM هو نوع من المحرك المتزامن AC الذي يكون مجال مغناطيسي متحمس بمغناطيس دائم يولد مجالًا كهرومغناطيسيًا عكسيًا الجيوب الأنفية. أنه يحتوي على نفس الدوار والثابت كمحرك تعريفي ، لكن الدوار يستخدم المغناطيس الدائم لإنشاء مجال مغناطيسي. نتيجة لذلك ، ليست هناك حاجة لالتفاف لفات المجال المغناطيسي على الدوار. ومن المعروف أيضًا باسم محرك موجة جيب مغناطيس دائم من ثلاث مراحل.

مبدأ محرك PMSM

بالمقارنة مع المحركات التقليدية ، فإن المحركات المتزامنة المغناطيس الدائمة لها كفاءة عالية ، وسرعة عديمة الفرش ، والسلامة ، والأداء الديناميكي العالي. إنه ينتج عزم دوران ناعم وضوضاء منخفضة ، ويستخدم بشكل أساسي في التطبيقات عالية السرعة مثل الروبوتات. إنه محرك متزامن من ثلاثة مراحل يعمل بشكل متزامن مع مصدر طاقة AC خارجي.

بدلاً من استخدام اللفات ، تم تزويد الدوار بمغناطيس دائم لإنشاء مجال مغناطيسي دوار. مع عدم وجود إمدادات طاقة التيار المستمر ، تكون هذه المحركات بسيطة للغاية وغير مكلفة. أنه يحتوي على الجزء الثابت مثبت على 3 لفات ودوار مثبت على مغناطيس دائم لإنشاء أعمدة المجال المغناطيسي. توفير قوة AC الإدخال من ثلاث مراحل إلى الجزء الثابت وستبدأ العملية.

تعمل المحركات المتزامنة المغناطيس الدائمة بشكل مشابه للمحركات المتزامنة. يعتمد على مجال مغناطيسي دوار لتوليد قوة كهربائية في سرعة متزامنة. عندما يتم تنشيط اللفات الثابتة بواسطة مصدر طاقة من ثلاث مراحل ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي دوار بين فجوات الهواء.

يتم توليد عزم الدوران عندما تحافظ أعمدة الدوار على مجال مغناطيسي دوار بسرعة متزامنة ، ويتم تدوير الدوار بشكل مستمر. نظرًا لأن هذه المحركات ليست تبدأ ذاتية ، فمن الضروري توفير إمدادات طاقة تردد متغيرة.

الجزء الثابت لمحركات PMSM:

كما هو الحال مع محركات تحريض AC العادية ، يتم توفير الطاقة من خلال لفات الجزء الثابت. عادة ما يتم توزيع اللفات الثابتة PMSM على فتحات متعددة لتقريب توزيع الجيوب الأنفية ، مما يؤدي إلى شكل موجي EMF عكسي من الشكل الموجي الجيبي.

دوار محركات PMSM:

يشبه هيكل محرك متزامن مغناطيس دائم بمحرك متزامن أساسي ، مع الفرق الوحيد هو الدوار. لا يحتوي الدوار على أي لفات المجال المغناطيسي ، ولكن يتم استخدام المغناطيس الدائم لإنشاء أعمدة المجال المغناطيسي. تتكون المغناطيس الدائم المستخدمة في PMSM من الكوبالت الساماريوم والعزل الكهربائي والحديد والبورون بسبب نفاذية عالية.

المغناطيس الدائم الأكثر استخدامًا هو Ferron Neodymium Boron بسبب انخفاض تكلفته وسهولة توافره. في هذا النوع ، يتم تركيب المغناطيس الدائم على الدوار. وفقًا لطريقة التثبيت للمغناطيس الدائم على الدوار ، يمكن تقسيم بنية المحرك المتزامن المغناطيسي الدائم إلى نوعين.

إذا تم تثبيت المغناطيس على سطح دوار المحرك ، فإن محرك PMSM يسمى مغناطيس دائم مثبت على السطح (SPM).

إذا تم تثبيت المغناطيس داخل الدوار ، يطلق على محرك PMSM مغناطيسًا دائم داخليًا (IPM). توفر المحركات ذات دوارات المغناطيس الدائمة الداخلية (IPM) كفاءة عالية للغاية.

هيكل محرك PMSM

مزايا محرك PMSM

PMSM لديه قدرة زائدة قوية. كثافة الطاقة من PMSM أعلى من محركات الحث.

كفاءة أعلى وحجم أصغر مقارنةً بمحركات الحث (المحركات المغناطيسية الدائمة ليست سوى ثلث حجم معظم محركات التيار المتردد ، مما يجعل التثبيت والصيانة أسهل).

PMSM قادر على الحفاظ على عزم الدوران الكامل بسرعات منخفضة.

تستخدم محركات PMSM المغناطيس لإنشاء المجال المغناطيسي الدوار بدلاً من استخدام المكون المغنطيسي لتيار الثابت كما في المحركات التعريفية. لا تستهلك هذه المغناطيس أي طاقة تقريبًا ، لذلك على عكس محركات تحريض AC والمحركات المتزامنة الإثارة ، فإن فقدان النحاس للدوار ضئيل.

بالمقارنة مع المحركات الحثية ، فإن PMSM لديها خسائر كهربائية منخفضة الدوار وتبديد حرارة أقل. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن جامعي وفرش الميكانيكية لا يحتاجون إلى ارتداء مثل المحركات التعريفية ، فهناك القليل من الاحتكاك والمتانة العالية.

PMSM منخفض الصيانة ، دائمة ، وموثوقة. بالنسبة للمفاتيح بدون فرش وميكانيكية ، يتم تقليل تكلفة الصيانة المنتظمة بشكل كبير ، ويتم القضاء على خطر الشرر في البيئات الخاصة.

تعمل محركات PMSM على عامل قوة أعلى ، مما يحسن عامل الطاقة للنظام بأكمله. كما أن الزيادة في عامل الطاقة تقلل أيضًا من انخفاض الجهد في النظام وفي نهاية المحرك.

يوفر عزم الدوران السلس والأداء الديناميكي

عيوبمحرك PMSM 

هذا النوع من المحرك مكلف للغاية مقارنة بمحركات الحث.

نظرًا لأنه ليس محركًا ذاتيًا ، فمن الصعب البدء.

نحتاج إلى نظام تحكم متطور للتحكم في تيار الجزء الثابت.

في عالم المحركات الكهربائية ، يلعب محرك العاكس بدون فرش ، الذي يشار إليه غالبًا بمحرك العاكس BLDC ، دورًا مهمًا في التطبيقات الحديثة. يستخدم كلا النوعين من المحركات المغناطيس الدائم ويعتمدان على التخفيف الإلكتروني للعمل بكفاءة. تم تصميم محرك العاكس BLDC للعمل بسلاسة مع تقنية العاكس ، وتحويل التيار المباشر إلى تيار بالتناوب للتحكم في سرعة المحرك وعزم الدوران. ترتبط هذه التكنولوجيا ارتباطًا وثيقًا بمحركات متزامنة مغناطيس دائمة (PMSM) ، حيث يستخدم كلاهما مبادئ تشغيل مماثلة. في حين أن محرك BLDC العاكس يؤكد عادة البساطة والفعالية من حيث التكلفة ، فإن محركات PMSM معروفة بدقة وأدائها العالي في التطبيقات الصعبة. في نهاية المطاف ، يسلط العلاقة بين هذه الأنواع المحركية الضوء على التطورات في تكنولوجيا المحركات الكهربائية ، مما يجعلها جزءًا لا يتجزأ من تطبيقات الصناعية والسيارات المختلفة.