محركات متزامنة بومبا الدائمة (PMSM) لقيادة السيارة الكهربائية GEN5 PML080

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

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

يستخدم المحرك الكهربائي بدون فرش (PMSM-RRB） مغناطيسًا دائمًا لتوفير الإثارة (الإثارة: المجال المغناطيسي الذي يعمل عليه المحرك.

في وقت مبكر من عشرينيات القرن العشرين ، كان هناك أول محرك في العالم ، وهذا الجزء الدوار المحرك هو مغناطيس دائم ، يستخدم لتوليد الإثارة المجال. لكن المادة المغناطيسية الدائمة المستخدمة في ذلك الوقت هي خام المغنتيت الطبيعي (Fe3O4) ، وكثافة الطاقة المغناطيسية منخفضة للغاية ، مع وجود محرك كبير ، وسرعان ما يتم استبدالها بمحرك الإثارة الكهربائية. مع تطور التكنولوجيا ، هناك العديد من الخيارات لمواد المغناطيس الدائمة ، من بينها الأكثر ممتازة هي مواد الأرض النادرة ، وبالتالي فإن استخدام مواد مغناطيس دائمة نادرة تسمى محرك المغناطيس الدائم النادر.

يمكن تقسيم المحرك المتزامن إلى نوعين: محرك القطب غير المتجول ومحرك القطب البارز. يجب أن يكون "قلب دوار الصلب الرقائقي" في الشكل 18 هو "قلب الثابت الصلب"

الشكل 19: آلة متزامنة الإثارة الخارجية البارزة (اليسار) ، آلة متزامنة دائمة غير المخلصة (PMSM/SMPMSM) (الأوسط) ، وآلة مغناطيس دائمة (IPMSM) (6) (6) (6) (6) (6) (6) (6 يمين). ) اللفات المركزية والموزعة

يمكن توزيع اللفات الحركية المتزامنة أو مركزية. عندما تكون اللفات مركزية ، تكون جميع الأسلاك في فتحة وتمتد قطبًا واحدًا ، أي أن فترة واحدة هي عمود واحد ، كما يمكن رؤيته في الشكل. 18 والشكل 20 (أعلى). اللفات الموزعة لها فترة أكبر. في المثال في الشكل 19 (يمينًا) ، يمتد كل ملفات متعرجة ست فتحات ، بينما في الشكل 20 (أسفل) ، يكون الفترة 3. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتداخل اللفات المركزية لمراحل مختلفة ، بينما تفعل اللفات الموزعة ، كما يمكن أن تكون بوضوح ينظر في الشكل 20. اللفات المركزية تستخدم أقل نحاسية ولها لفائف نهاية أقصر. في الشكل 20 ، تُظهر الصورتان على اليمين مدى أن لفات نهاية النحاس أطول من طول الدوار. تُظهر اللفات الموزعة في الصورة اليمنى السفلى مدى توسيع النهاية. نظرًا لعدد قليل من الفتحات المتقاطعة في اللف المركزي ، يلزم وجود أقل من النحاس لتوصيل اللفات. وبالتالي ، يمكن بناء اللفات المركزية بطريقة أكثر إحكاما ، وذلك باستخدام النحاس الأقل (وبالتالي ، أقل تكلفة).

اللف المركزي (العلوي) مقابل متعرج (أسفل)

ومع ذلك ، نظرًا للأداء الممتاز لللفات الموزعة ، لا يزال هذا النوع من اللف هو النوع الرئيسي من اللف ؛ بالمقارنة مع اللفات المركزية ، فإن تحسين الشكل الموجي المكاني لتدفق الإثارة من اللفات الموزعة (الجيوب الأنفية تقريبًا) ، وبالتالي ، فإن المحتوى التوافقي منخفض والأداء ممتاز. يمكن أن ينتج عن وضع اللف لللف الموزع مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا تقريبًا. مع زيادة تكلفة تصنيع المحركات ، يتزايد الضغط على الشركات المصنعة. نظرًا لأن تصنيع اللفات المركزية أبسط وأرخص ، أصبح تصنيع اللفات المركزية أكثر شيوعًا.

 ينقسم المحرك الكهربائي المتزامن الدائم المغناطيس إلى طريقتين: الأول هو التحكم في المحرك من خلال حاكم تحويل التردد لتحقيق التزامن ، أحدهما هو تحقيق التزامن من خلال وضع البداية غير المتزامن.

المحرك كهربائي بدون فرشلا يمكن أن تبدأ مباشرة بواسطة AC ثلاث مراحل. بسبب القصور الذاتي الكبير للدوار ، يدور المجال المغناطيسي بسرعة كبيرة ، ولا يمكن أن يبدأ الدوار الثابت ويدور مع المجال المغناطيسي على الإطلاق.

وضع VVF: يتم توفير إمدادات الطاقة للمحرك الكهربائي بدون فرش بواسطة VF ، وتردد الإخراج في VF يرتفع بشكل مستمر من 0 إلى تردد العمل عند بدء التشغيل ، ترتفع سرعة المحرك بشكل متزامن مع تواتر العاكس. يمكن تغيير سرعة المحرك عن طريق تغيير تردد العاكس.

وضع بدء التشغيل غير المتزامن: يحدث بدء تشغيل المحرك الكهربائي بدون فرش من التفاعل بين المجال المغناطيسي الناتج عن اللف اللف ، ومغناطيس دائم ومغناطيس دائم. يتمثل مصدر الطاقة الكهربائي المباشر ثلاثي الطور في تثبيت لف القفص على دوار المغناطيس الدائم حيث لا يلزم ضبط السرعة.

من أجل تحسين أداء نظام التحكم الدائم للمحرك المتزامن (PMSM) ، اجعله يتمتع بسرعة استجابة أسرع ودقة سرعة أعلى ونطاق سرعة أوسع ، يتم اقتراح مجموعة متنوعة من استراتيجيات التحكم الجديدة للمحرك المتزامن الدائم (PMSM) . يتضمن التحكم الدائم للمحرك المتزامن في المغناطيس (PMSM) التحكم في المتجه ، والتحكم المباشر في التحكم في عزم الدوران والتحكم الذكي.

(1) تختلف استراتيجية التحكم في المتجهات لـ PMSM عن محرك غير متزامن. نظرًا لأن سرعة PMSM في التزامن صارم مع تواتر إمدادات الطاقة ، فإن سرعة الدوار الخاصة بها تساوي سرعة المجال المغناطيسي الدوار ، والانزلاق يساوي الصفر. لذلك ، من الأسهل إدراك التحكم في المتجه على المحرك المتزامن المغناطيسي الدائم.

(2) لا يتطلب التحكم المباشر في عزم الدوران التحكم المباشر في عزم الدوران التحكم في المتجه تحويل إحداثيات الدوران المعقد وتوجيه تدفق الدوار. يحل عزم الدوران محل التيار ككائن يتم التحكم فيه ، ومتجه الجهد هو الإدخال الوحيد لنظام التحكم ، وعزم الدوران المباشر أو زيادة التدفق المولد ، بنية التحكم البسيطة ، التأثير الصغير لتغييرات معلمات المحرك ، يتم تحقيق أداء ديناميكي ممتاز.

(3) من أجل تحسين أداء التحكم ودقة المحرك المتزامن المغناطيسي الدائم (PMSM) ، تم تطبيق التحكم الغامض والتحكم في الشبكة العصبية على التحكم في PMSM. في بنية التحكم متعددة الحلقة ، تعمل وحدة التحكم الذكية كوحدة تحكم السرعة في الحلقة الخارجية ، والتحكم في PI والتحكم المباشر في عزم الدوران ، لا تزال تستخدم في التحكم الحالي في الحلقة الداخلية والتحكم في عزم الدوران ، وهي الوظيفة الرئيسية للحلقة الداخلية هي التعديل يمكن التحكم في خصائص النبات للتحكم في الحلقة الخارجية ، والخطأ الناجم عن اضطرابات مختلفة أو تقييدها بواسطة الحلقة الخارجية.

في تطبيق التحكم الذكي في نظام المحرك المتزامن الدائم (PMSM) ، لا يمكن التخلي عن طريقة التحكم التقليدية تمامًا.

(1) في الوقت الحاضر ، يستخدم المحرك المتزامن الدائم للمغناطيس (PMSM) على نطاق واسع في تطبيقات الطاقة المنخفضة (0.1 كيلوواط إلى 10 كيلو وات) في أنظمة الأتمتة والمعدات والأدوات الميكانيكية التلقائية.

(2) يتم استخدام المحركات المتزامنة المغناطيس الدائمة (PMSM) التي تصل إلى 30-250 كيلو واط بشكل متزايد في المركبات الهجينة والكهربائية.

(3) تم استخدام المحرك المتزامن الإثارة الكهربائية والمحرك المتزامن المغناطيسي الدائم (PMSM) في السكك الحديدية عالية السرعة ولا يزال قيد الاستخدام. ومع ذلك ، يتم استخدام محركات التعريفية على نطاق واسع كبديل أرخص.

(4) يتم استخدام المحركات المتزامنة المغناطيس الدائمة (PMSM) في المناطق التي تكون فيها الكفاءة والوزن أمرًا بالغ الأهمية ، مثل صناعة الطيران.

(5) تتمتع محركات الأقراص PMSM بميزة خسائر الدوار المنخفضة ، والتي تعد جذابة للتطبيقات التي يكون فيها تبريد الدوار مكلفًا.

(1) يوفر أقصى قدر من الكفاءة في تشغيل السرعة الأساسية

(2) توفير أقصى نسبة عزم الدوران/الوزن

(3) نوع المواد المغناطيسية المستخدمة له تأثير أكبر على السعر الإجمالي للمحرك

(4) تتطلب المناطق المغناطيسية الضعيفة استخدام تيار إضافي ، مما يؤدي عادة إلى كفاءة أقل في السرعات العالية (مقارنة بالمحركات التعريفية)

(1) انتقال عالي الكفاءة (الفضاء ، صناعة السيارات)

(2) تستخدم بعض التطبيقات المنزلية مغناطيس الفريت منخفض التكلفة

(3) على وجه الخصوص ، يستخدم المحرك المتزامن الدائم للبرز (IPMSM) مع لفائف مركزية على نطاق أوسع في الصناعة بسبب تعقيدها في التصنيع وتكلفة أقل. ومع ذلك ، بالمقارنة مع الآلات المتزامنة مع اللفات الموزعة ، فإن استخدام اللفات المركزية يمكن أن يؤدي إلى تدهور الأداء.

محرك الشاحنة الكهربائية

تم تصميم محركات الشاحنات الكهربائية خصيصًا لتشغيل الشاحنات الكهربائية ، مما يوفر بديلاً نظيفًا وفعالًا لمحركات الديزل التقليدية. تستخدم هذه المحركات تقنية القيادة الكهربائية المتقدمة ، مما يتيح تسليم عزم الدوران المثير للإعجاب والتسارع السريع ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الشاقة. عادةً ما تكون محركات الشاحنات الكهربائية مدعومة بالبطاريات عالية السعة ، تسهم في انخفاض انبعاثات غازات الدفيئة وانخفاض التكاليف التشغيلية. مع التركيز المتزايد على الاستدامة ، يستثمر العديد من الشركات المصنعة في محركات الشاحنات الكهربائية لتلبية المتطلبات التنظيمية والطلب على المستهلك على حلول النقل الخضراء.

المحرك الهجين

تجمع المحركات الهجينة بين كل من محركات الاحتراق الداخلي وأنظمة الدفع الكهربائي ، مما يوفر مزايا كلتا التقنيتين. في المركبات الهجينة ، يمكن للمحرك أن يتحول بين الوقود البنزين أو الديزل والطاقة الكهربائية ، مما يؤدي إلى تحسين الكفاءة على أساس ظروف القيادة. يتيح هذا التنوع انخفاض استهلاك الوقود وانبعاثات انبعاثات ، مع الاستمرار في توفير الطاقة اللازمة لمختلف التطبيقات. عادةً ما تستخدم المحركات الهجينة في المركبات التي تعد فيها المدى الطويل والوقود السريع ضرورية ، مما يجعلها خيارًا شائعًا للأساطيل التجارية والمركبات الشخصية على حد سواء. مع استمرار تطور صناعة السيارات ، تمثل المحركات الهجينة تقنية انتقالية نحو مستقبل أكثر استدامة في النقل.