Zergatik bihurtzen dira iman iraunkorreko motor sinkronoak motor nagusi?
Motor elektrikoak energia elektrikoa energia mekaniko bihur dezake, eta energia mekanikoa gurpiletara transferitu dezake transmisio-sistemaren bidez ibilgailua mugitzeko. Energia berriko ibilgailuen oinarrizko trakzio-sistemetako bat da. Gaur egun, energia berriko ibilgailuetan erabili ohi diren trakzio-motorrak batez ere iman iraunkorreko motor sinkronoak eta korronte alternoko motor asinkronoak dira. Energia berriko ibilgailu gehienek iman iraunkorreko motor sinkronoak erabiltzen dituzte. Automobilgintzako enpresa adierazgarrien artean BYD, Li Auto eta abar daude. Ibilgailu batzuek korronte alternoko motor asinkronoak erabiltzen dituzte. Motor elektrikoek Tesla eta Mercedes-Benz bezalako automobilgintzako enpresak ordezkatzen dituzte.
Motor asinkrono bat batez ere estatore geldikor batez eta errotore birakari batez osatuta dago. Estatoreko harilkatzea korronte alternoko elikatze-iturrira konektatuta dagoenean, errotorea biratu eta potentzia emango du. Printzipio nagusia da estatoreko harilkatzea energiaz elikatzen denean (korronte alternoa), eremu elektromagnetiko birakari bat sortuko duela, eta errotoreko harilkatzea eroale itxi bat da, estatoreko indukzio magnetikoko lerroak etengabe mozten dituena estatoreko eremu magnetiko birakarian. Faradayren legearen arabera, eroale itxi batek indukzio magnetikoko lerroa mozten duenean, korronte bat sortuko da, eta korronteak eremu elektromagnetiko bat sortuko du. Une honetan, bi eremu elektromagnetiko daude: bata kanpoko korronte alternoari konektatutako estatoreko eremu elektromagnetikoa da, eta bestea estatoreko indukzio elektromagnetikoko lerroa moztean sortzen da. Errotoreko eremu elektromagnetikoa. Lenzen legearen arabera, korronte induzituak beti erresistentzia egingo dio korronte induzituaren kausari, hau da, errotoreko eroaleek estatoreko eremu magnetiko birakariko indukzio magnetikoko lerroak moztea eragozten saiatuko da. Emaitza hauxe da: errotoreko eroaleek estatorearen eremu magnetiko birakariarekin "harrapatuko" dira. Eremu elektromagnetiko birakariak esan nahi du errotoreak estatorearen eremu magnetiko birakariaren atzetik jarraitzen duela, eta azkenean motorra biratzen hasten dela. Prozesuan zehar, errotorearen biraketa-abiadura (n2) eta estatorearen biraketa-abiadura (n1) ez daude sinkronizatuta (abiadura-aldea % 2-6 ingurukoa da). Horregatik, motor asinkronoa deitzen zaio. Aitzitik, biraketa-abiadura berdina bada, motor sinkronoa deitzen zaio.
Iman iraunkorreko motor sinkronoa ere korronte alternoko motor mota bat da. Bere errotorea altzairuzkoa da, iman iraunkorrekoekin. Motorra martxan dagoenean, estatorea energiaz elikatzen da errotorea biratzera bultzatzeko eremu magnetiko birakari bat sortzeko. "Sinkronizazioak" esan nahi du errotorearen biraketa egoera egonkorreko funtzionamenduan abiadura eremu magnetikoaren biraketa-abiadurarekin sinkronizatuta dagoela. Iman iraunkorreko motor sinkronoek potentzia-pisu erlazio handiagoa dute, tamaina txikiagoa dute, pisu arinagoa dute, irteera-momentu handiagoa dute eta abiadura-muga eta balaztatze-errendimendu bikaina dute. Hori dela eta, iman iraunkorreko motor sinkronoak gaur egun gehien erabiltzen diren ibilgailu elektrikoak bihurtu dira motor elektrikoentzat. Hala ere, iman iraunkorraren materiala bibrazio, tenperatura altu eta gainkarga-korrontearen menpe dagoenean, bere iragazkortasun magnetikoa gutxitu egin daiteke, edo desmagnetizazioa gerta daiteke, eta horrek iman iraunkorreko motorraren errendimendua murriztu dezake. Gainera, lur arraroetako iman iraunkorreko motor sinkronoek lur arraroetako materialak erabiltzen dituzte, eta fabrikazio-kostua ez da egonkorra.
Iman iraunkorreko motor sinkronoekin alderatuta, motor asinkronoek energia elektrikoa xurgatu behar dute kitzikapenerako lanean ari direnean, eta horrek energia elektrikoa kontsumituko du eta motorraren eraginkortasuna murriztuko du. Iman iraunkorreko motorrak garestiagoak dira iman iraunkorrak gehitzen dituztelako.
Korronte alternoko motor asinkronoak aukeratzen dituzten modeloek errendimenduari lehentasuna ematen diote eta abiadura handietan korronte alternoko motor asinkronoen errendimendu-irteera eta eraginkortasun-abantailak aprobetxatzen dituzte. Modelo adierazgarria hasierako Model S da. Ezaugarri nagusiak: Autoa abiadura handian doanean, abiadura handiko funtzionamendua eta energia elektrikoaren erabilera eraginkorra mantendu ditzake, energia-kontsumoa murriztuz potentzia-irteera maximoa mantenduz;
Iman iraunkorreko motor sinkronoak aukeratzen dituzten modeloek energia-kontsumoa lehenesten dute eta iman iraunkorreko motor sinkronoen errendimendua eta funtzionamendu eraginkorra erabiltzen dituzte abiadura baxuetan, auto txiki eta ertainetarako egokiak bihurtuz. Bere ezaugarriak tamaina txikia, pisu arina eta bateriaren iraupen luzea dira. Aldi berean, abiadura erregulatzeko errendimendu ona du eta eraginkortasun handia mantentzen du abiaraztean, gelditzean, azelerazioan eta dezelerazioan errepikatuta daudenean.
Iman iraunkorreko motor sinkronoak dira nagusi. Advanced Industry Research Institute-k (GGII) argitaratutako "New Energy Vehicle Industry Chain Monthly Database" estatistiken arabera, energia berriko ibilgailuen trakzio-motorren barne-ahalmen instalatua 2022ko urtarriletik abuztura 3,478 milioi unitate ingurukoa izan zen, aurreko urteko aldi beraren aldean % 101eko igoera izanik. Horien artean, iman iraunkorreko motor sinkronoen instalatutako ahalmena 3,329 milioi unitatekoa izan zen, aurreko urteko aldi beraren aldean % 106ko igoera izanik; eta korronte alternoko motor asinkronoen instalatutako ahalmena 1,295 milioi unitatekoa izan zen, aurreko urteko aldi beraren aldean % 22ko igoera izanik.
Iman iraunkorreko motor sinkronoak bihurtu dira ibilgailu elektriko puruen merkatuko motor nagusiak.
Etxeko eta atzerriko modelo nagusietarako motorren aukeraketa ikusita, SAIC Motor, Geely Automobile, Guangzhou Automobile, BAIC Motor, Denza Motors eta abarrek merkaturatutako energia berriko ibilgailu guztiek iman iraunkorreko motor sinkronoak erabiltzen dituzte. Iman iraunkorreko motor sinkronoak batez ere Txinan erabiltzen dira. Lehenik eta behin, iman iraunkorreko motor sinkronoek abiadura txikiko errendimendu ona eta bihurketa-eraginkortasun handia dutelako, eta oso egokiak direlako hiri-trafikoan maiz abiarazi eta gelditu behar diren lan-baldintza konplexuetarako. Bigarrenik, iman iraunkorreko motor sinkronoetan neodimio, burdin eta boro iman iraunkorrak daudelako. Materialek lur arraroen baliabideak erabiltzea eskatzen dute, eta nire herrialdeak munduko lur arraroen baliabideen % 70 du, eta NdFeB material magnetikoen ekoizpen osoa munduko % 80ra iristen da, beraz, Txinak iman iraunkorreko motor sinkronoak erabiltzearen aldekoagoa da.
Atzerriko Teslak eta BMWk iman iraunkorreko motor sinkronoak eta AC motor asinkronoak erabiltzen dituzte elkarlanean garatzeko. Aplikazio-egituraren ikuspegitik, iman iraunkorreko motor sinkronoa da energia berriko ibilgailuen aukera nagusia.
Iman iraunkorreko materialen kostuak iman iraunkorreko motor sinkronoen kostuaren % 30 inguru hartzen du. Iman iraunkorreko motor sinkronoak fabrikatzeko lehengaien artean, batez ere neodimio burdin boroa, siliziozko altzairuzko xaflak, kobrea eta aluminioa daude. Horien artean, iman iraunkorreko materiala, neodimio burdin boroa, batez ere errotoreko iman iraunkorrak egiteko erabiltzen da, eta kostuaren osaera % 30 ingurukoa da; siliziozko altzairuzko xaflak batez ere neurrira egindakoak egiteko erabiltzen dira. Errotoreko nukleoaren kostuaren osaera % 20 ingurukoa da; estatoreko harilkatzearen kostuaren osaera % 15 ingurukoa; motorraren ardatzaren kostuaren osaera % 5 ingurukoa; eta motorraren oskolaren kostuaren osaera % 15 ingurukoa da.
Zergatik dira?OSG iman iraunkorreko motorrak torlojuzko aire konpresoreaeraginkorragoa?
Iman iraunkorreko motor sinkronoa batez ere estatorez, errotorez eta oskolaz osatuta dago. Ohiko korronte alternoko motorren antzera, estatorearen nukleoak egitura laminatua du, motorra martxan dagoenean korronte zurrunbilotsu eta histereesi efektuek eragindako burdinaren galera murrizteko; harilkatzeak ere normalean hiru faseko egitura simetrikoak dira, baina parametroen hautaketa oso desberdina da. Errotorearen zatiak hainbat forma ditu, besteak beste, abiarazte-kaiola duen iman iraunkorreko errotorea, eta txertatutako edo gainazaleko iman iraunkorreko errotore purua. Errotorearen nukleoa egitura solido batean edo laminatuan egin daiteke. Errotorea iman iraunkorreko materialez hornituta dago, normalean iman deitzen dena.
Iman iraunkorreko motorraren funtzionamendu normalean, errotorearen eta estatorearen eremu magnetikoak egoera sinkronoan daude. Ez dago korronte induziturik errotorearen zatian, eta ez dago errotorearen kobre-galerarik, histeresirik edo korronte zurrunbilotsuen galerarik. Ez dago errotorearen galeraren eta berotzearen arazoa kontuan hartu beharrik. Oro har, iman iraunkorreko motorra maiztasun-bihurgailu berezi batek elikatzen du eta, jakina, abiarazte leunaren funtzioa du. Gainera, iman iraunkorreko motorra motor sinkronoa da, eta potentzia-faktorea kitzikapenaren intentsitatearen bidez doitzeko ezaugarria du, beraz, potentzia-faktorea balio jakin batera diseinatu daiteke.
Hasierako ikuspuntutik, iman iraunkorreko motorra maiztasun aldakorreko elikatze-iturri batek edo laguntza-inbertsore batek abiarazten duenez, iman iraunkorreko motorra abiarazteko prozesua oso erraza da; maiztasun aldakorreko motor bat abiaraztearen antzekoa da, eta kaiola-motor asinkrono arrunten abiarazteko akatsak saihesten ditu.
Laburbilduz, iman iraunkorreko motorren eraginkortasuna eta potentzia faktorea oso altuak izan daitezke, egitura oso sinplea da eta merkatua oso beroa izan da azken hamar urteetan.
Hala ere, kitzikapen-galeraren ondoriozko hutsegitea arazo saihestezina da iman iraunkorreko motorretan. Korrontea handiegia edo tenperatura altuegia denean, motorraren harilkatzearen tenperatura berehala igoko da, korrontea nabarmen handituko da eta iman iraunkorrek kitzikapena azkar galduko dute. Iman iraunkorreko motorraren kontrolean, gehiegizko korrontearen aurkako babes-gailu bat ezartzen da motorraren estatore-harilkatzea erre ez dadin, baina ondoriozko kitzikapen-galera eta ekipamenduaren itzaltzea saihestezinak dira.
Argitaratze data: 2023ko abenduaren 12a
