Einführung in die Vor- und Nachteile von
Permanentmagnet-Synchronmotoren
Die Rotordrehzahl von Permanentmagnet-Synchronmotoren ist mit der Geschwindigkeit des Statormagnetfelds synchronisiert. Der Arbeitsvorgang besteht darin, dass die Statorwicklung an den Wechselstrom angeschlossen wird, um ein rotierendes Statormagnetfeld zu erzeugen, und das Permanentmagnetrotormagnetfeld durch das rotierende Statormagnetfeld induziert wird und sich mit diesem dreht, und der Motor dreht sich und gibt Leistung ab.
Die Hauptvorteile von Permanentmagnet-Synchronmotoren sind eine hohe Leistungsdichte, ein hoher Betriebswirkungsgrad, eine einfache und kompakte Struktur, ein großes und gleichmäßiges Drehmoment sowie eine gute Drehzahlregelungsleistung.
1) Hohe Leistungsdichte:Das magnetische Material Neodym-Eisen-Bor des Permanentmagnet-Synchronmotors weist hervorragende magnetische Eigenschaften auf. Nach der Magnetisierung muss keine externe Energie zugeführt werden, und es kann ein starkes Magnetfeld aufgebaut werden. Gleichzeitig weist das Magnetfeld permanente Eigenschaften auf und erfordert keine zusätzlichen Schaltkreise zur Erregung (d. h. zur Erregung des Leiters zur Erzeugung eines Magnetfelds), so dass ein kleines Volumen und ein geringes Gewicht beibehalten werden können. Bei Nennleistung ist die Leistungsdichte eines Permanentmagnet-Synchronmotors mit denselben Wärmeableitungsbedingungen und Isoliermaterialien normalerweise mehr als doppelt so hoch wie die eines Induktions-Asynchronmotors.
2) Hohe Betriebseffizienz:Dank der Permanentmagnete im Rotor muss der Rotor des Permanentmagnet-Synchronmotors im Allgemeinen nicht mit Strom versorgt werden (außer bei bestimmten Selbststartbedingungen oder Wirbelstromverlusten), wodurch die damit verbundenen Energieverluste verringert werden und ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird.
3) Einfache und kompakte Struktur:Der Permanentmagnet-Synchronantriebsmotor verfügt nicht über eine Erregerstromversorgungsstruktur und eine Erregerwicklungsstruktur, was die Komplexität der zugehörigen Struktur verringert und relativ kompakt ist, wodurch sichergestellt wird, dass der Permanentmagnet-Synchronantriebsmotor zuverlässiger arbeitet. Im Vergleich zur dritten Generation ist der Statordurchmesser des Permanentmagnet-Synchronmotors der vierten Generation, der im Toyota Prius verbaut ist, um 20 % verringert, und die Gesamtstruktur ist kompakter und kleiner.
4) Großes und gleichmäßiges Drehmoment:Innerhalb des Nennstrombereichs kann eine Erhöhung des Stroms das Drehmoment des Permanentmagnet-Synchronmotors schnell erhöhen. Darüber hinaus ist das durch den dreiphasigen Wechselstrom im Stator gebildete rotierende Magnetfeld relativ stabil und die Drehmomentpulsation gering. Insbesondere unter Bedingungen mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment (entsprechend der Start- und Beschleunigungsphase von Fahrzeugen mit neuer Energie) haben Permanentmagnet-Synchronmotoren gegenüber Asynchron-Induktionsmotoren herausragende Vorteile.
5) Gute Geschwindigkeitsregelungsleistung:Die Beziehung zwischen Elektrizität, Magnetismus und Kraft von Permanentmagnet-Synchronmotoren ist einfacher als die von Induktionsasynchronmotoren, wodurch sie leichter zu regeln und zu steuern sind. Die Zustandsgleichung des Asynchronmotors ist vierter Ordnung, und die Gleichungen von Rotor und Stator sind gekoppelt (der Strom im Rotor wird durch die Rotation des Statormagnetfelds erzeugt); die Zustandsgleichung des Permanentmagnet-Synchronmotors ist zweiter Ordnung, und das Magnetfeld des Permanentmagneten existiert unabhängig. Die Steuerungsschwierigkeit ist unter Bedingungen niedriger und hoher Geschwindigkeit (höher als die Nenngeschwindigkeit) deutlich geringer als bei Induktionsasynchronmotoren.
