なぜ永久磁石同期モーターが主な駆動モーターになるのでしょうか?

なぜ永久磁石同期モーターが主な駆動モーターになるのでしょうか?

電気モーターは電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、その機械エネルギーをトランスミッション システムを通じて車輪に伝達して車両を駆動します。新エネルギー車の中核となる駆動システムの一つです。現在、新エネルギー車で一般的に使用されている駆動モーターは、主に永久磁石同期モーターと交流非同期モーターです。ほとんどの新エネルギー車は永久磁石同期モーターを使用しています。代表的な自動車会社としては、BYD、Li Autoなどが挙げられます。一部の車両にはAC非同期モーターが使用されています。電気モーターはテスラやメルセデス・ベンツなどの自動車会社を代表しています。

非同期モーターは主に、固定されたステーターと回転するローターで構成されます。固定子巻線が交流電源に接続されると、回転子が回転して電力を出力します。主な原理は、固定子巻線に通電（交流）すると回転電磁場が形成され、回転子巻線は固定子の回転磁場内の固定子の磁気誘導線を連続的に遮断する閉導体であるということです。ファラデーの法則によれば、閉じた導体が磁気誘導線を切断すると電流が発生し、その電流によって電磁場が発生します。このとき、外部交流に接続されたステータ電磁界とステータ電磁誘導線の切断により発生する電磁界の２つが存在します。ローターの電磁場。レンツの法則によれば、誘導電流は常に誘導電流の原因に抵抗します。つまり、ローター上の導体がステーターの回転磁界の磁気誘導線を切断するのを阻止しようとします。その結果、ローター上の導体がステーターの磁場に「追いつく」ことになります。回転する電磁場は、ローターがステーターの回転する磁場を追いかけることを意味し、最終的にモーターが回転し始めます。この際、ロータの回転速度（n2）とステータの回転速度（n1）にずれが生じます（速度差は約2～6％）。したがって、非同期交流モーターと呼ばれます。逆に回転速度が同じ場合は同期電動機と呼ばれます。

永久磁石同期モーターも交流モーターの一種です。ローターは永久磁石を備えたスチール製です。モーターが作動すると、ステーターに通電されて回転磁界が生成され、ローターが回転します。「同期」とは、定常運転時のローターの回転速度が磁界の回転速度と同期していることを意味します。永久磁石同期モーターは、出力重量比が高く、小型、軽量、出力トルクが大きく、限界速度と制動性能に優れています。したがって、永久磁石同期モーターは、現在最も広く使用されている電気自動車となっています。電気モーターの。しかし、永久磁石材料が振動、高温、過負荷電流にさらされると、透磁率の低下や減磁が発生し、永久磁石モータの性能が低下することがあります。また、レアアース永久磁石同期モータはレアアース材料を使用しているため、製造コストが安定していません。

永久磁石同期モーターと比較して、非同期モーターは動作時に励磁のために電気エネルギーを吸収する必要があるため、電気エネルギーを消費し、モーターの効率が低下します。永久磁石モーターは永久磁石が追加されているため、より高価になります。

AC 非同期モーターを選択するモデルは、パフォーマンスを優先し、高速での AC 非同期モーターのパフォーマンス出力と効率の利点を活用する傾向があります。代表的なモデルは初期のModel Sです。 主な特徴： 高速走行時は、高速運転と電気エネルギーの効率的な利用を維持し、最大出力を維持しながらエネルギー消費を削減します。

永久磁石同期モータを採用したモデルは、エネルギー消費を重視する傾向があり、永久磁石同期モータの性能出力と低速域での効率的な動作を活用できるため、小型車や中型車に適しています。小型、軽量、電池寿命が長いのが特徴です。同時に、優れた速度調整性能を備えており、繰り返しの発進、停止、加速、減速に直面しても高い効率を維持できます。

永久磁石同期モーターが主流です。先進産業研究所（GGII）が発表した「新エネルギー車産業チェーン月次データベース」の統計によると、2022年1月から8月までの国内の新エネルギー車駆動用モーターの設置能力は約347万8千台で、前年同期比で前年同月比となった。 -年間101%の増加。このうち永久磁石同期電動機の設置容量は332.9万台で、前年比106％増加した。AC非同期モーターの設置容量は129.5万台で、前年比22%増加しました。

永久磁石同期モーターは、純電気乗用車市場の主要な駆動モーターとなっています。

国内外の主流モデルのモーター選択から判断すると、国内の上海汽車、吉利汽車、広州汽車、北汽汽車、デンザ汽車などが発売した新エネルギー車はすべて永久磁石同期モーターを使用している。永久磁石同期モーターは主に中国で使用されています。第一に、永久磁石同期モーターは優れた低速性能と高い変換効率を備えているため、都市交通における頻繁な起動と停止を伴う複雑な作業条件に非常に適しています。2 つ目は、永久磁石同期モーターのネオジム鉄ボロン永久磁石のためです。材料にはレアアース資源の使用が必要であり、我が国は世界のレアアース資源の70％を有し、NdFeB磁性材料の総生産量は世界の80％に達しており、中国は永久磁石同期モーターの使用に熱心である。

外国のテスラとBMWは永久磁石同期モーターと交流非同期モーターを使用して共同開発しています。アプリケーション構造の観点から見ると、新エネルギー車では永久磁石同期モーターが主流です。

永久磁石同期モータのコストの約30％を永久磁石材料費が占めます。永久磁石同期モーターを製造するための原材料には、主にネオジム鉄ボロン、ケイ素鋼板、銅、アルミニウムが含まれます。このうち、永久磁石材料であるネオジム鉄ボロンは主にローター永久磁石の製造に使用され、コスト構成比は約30％です。ケイ素鋼板は主にカスタマイズに使用されます。ローターコアのコスト構成は約20％です。固定子巻線のコスト構成比は約 15% です。モーターシャフトのコスト構成は約5％です。モーターシェルのコスト構成比は約15％です。

なぜOSG 永久磁石モーター スクリューエアコンプレッサーもっと効率的な？

永久磁石同期モーターは主にステーター、ローター、シェルの部品で構成されています。通常のACモーターと同様に、ステーターコアは積層構造となっており、モーター運転時の渦電流やヒステリシス効果による鉄損を低減します。巻線も通常は三相対称構造ですが、パラメータの選択はまったく異なります。回転子部には始動かご付き永久磁石回転子や、埋め込み型または表面実装型の純永久磁石回転子など、さまざまな形式があります。ロータコアは一体構造または積層構造にすることができます。ローターには、一般にマグネットと呼ばれる永久磁石材料が装備されています。

永久磁石モーターの通常の動作下では、ローターとステーターの磁場は同期状態にあります。ローター部に誘導電流が無く、ローター銅損、ヒステリシス、渦電流損がありません。ローターの損失や発熱の問題を考慮する必要がありません。一般に、永久磁石モーターは特殊な周波数コンバーターによって電力を供給され、当然ソフトスタート機能を備えています。また、永久磁石モータは同期モータであり、励磁の強さによって力率を調整する特性があるため、力率を所定の値に設計することができます。

始動の観点から見ると、永久磁石モーターは可変周波数電源またはサポートインバーターによって始動されるため、永久磁石モーターの始動プロセスは非常に簡単です。これは可変周波数モーターの始動に似ており、通常のかご型非同期モーターの始動不良を回避します。

つまり、永久磁石モーターの効率と力率は非常に高く、構造は非常に単純で、市場は過去 10 年間で非常に熱くなっています。

しかし、永久磁石モータでは消磁故障は避けられない問題です。電流が大きすぎたり、温度が高すぎたりすると、モーター巻線の温度が瞬間的に上昇し、電流が急激に増加し、永久磁石が急速に励磁を失います。永久磁石モータの制御では、モータの固定子巻線が焼損する問題を回避するために過電流保護装置が設定されていますが、これによる励磁喪失や機器の停止は避けられません。