Domů > Novinky > Obsah

Bezkartáčová nebo indukční

Apr 19, 2017

V 90. letech 20. století byly všechny elektrické vozy kromě jednoho poháněny stejnosměrnými střídavými pohony. Dnes jsou všechny hybridní motory poháněny bezkartáčovými pohony DC bez výjimek. Jediným pozoruhodným používáním indukčních pohonů byly General Motors EV-1; Vozidla s pohonem AC, včetně tzero; A Tesla Roadster.

Oba stejnosměrné střídavé a indukční pohony používají motory s podobnými statory. Obě pohony používají třífázové modulační měniče. Jediné rozdíly jsou rotory a ovládací prvky měniče. A u digitálních regulátorů jsou jedinými kontrolními rozdíly s kontrolním kódem. (DC bezkartáčkové pohony vyžadují absolutní snímač polohy, zatímco indukční pohony vyžadují pouze snímač rychlosti, tyto rozdíly jsou relativně malé.)

Jedním z hlavních rozdílů je skutečnost, že generátor stejnosměrného proudu generuje mnohem méně tepla rotoru. Chlazení rotorů je snadnější a účinnost špičkových bodů je obecně vyšší u tohoto pohonu. DC bezkartáčový pohon může pracovat také s jednotkovým výkonovým faktorem, zatímco nejlepší výkonový faktor pro indukční pohon je asi 85 procent. To znamená, že špičková energetická účinnost pro stejnosměrný střídavý pohon bude typicky o několik procentních bodů vyšší než u indukčního pohonu.

U ideálního bezkartáčového pohonu by byla síla magnetického pole vytvořená permanentními magnety nastavitelná. Pokud je požadován maximální točivý moment, zejména při nízkých rychlostech, musí být maximální síla magnetického pole (B) - aby proudy střídače a motoru byly udržovány na nejnižších možných hodnotách. Tím se minimalizují ztráty I ² R (proudová odolnost) a tím se optimalizuje účinnost. Stejně tak, když jsou úrovně točivého momentu nízké, musí být pole B sníženo, takže ztráty víření a hystereze způsobené B jsou rovněž sníženy. V ideálním případě by měl být B nastaven tak, aby součet ztrát víření, hystereze a I ² byl minimalizován. Bohužel neexistuje snadný způsob změny B permanentními magnety.

Naproti tomu indukční stroje nemají magnety a políčka B jsou "nastavitelná", protože B je úměrná V / f (napětí k frekvenci). To znamená, že při lehkém zatížení může střídač snížit napětí tak, aby se snížily magnetické ztráty a maximalizovala se účinnost. Takže indukční stroj při provozu s inteligentním střídačem má výhodu oproti stejnosměrnému střídavému stroji - magnetické a vodivé ztráty lze obchodovat tak, aby byla optimalizována účinnost. Tato výhoda se stává stále důležitější, neboť se zvyšuje výkonnost. Při použití stejnosměrného střídavého proudu, protože velikost stroje stoupá, se magnetické ztráty poměrně zvyšují a účinnost částečného zatížení klesá. Při indukci, protože velikost stroje roste, ztráty nemusí nutně růst. Takže indukční pohony mohou být výhodným přístupem, kde je žádoucí vysoký výkon; Špičková účinnost bude o něco nižší než u DC bezkartáčová, ale průměrná účinnost může být ve skutečnosti lepší.

Trvalé magnety jsou drahé - něco jako 50 dolarů za kilogram. Pevné magnetové rotory (PM) jsou také obtížně ovladatelné kvůli velkým silám, které se dostanou do hry, když se k nim přiblíží něco feromagnetického. To znamená, že indukční motory pravděpodobně zachovávají nákladovou výhodu nad PM zařízeními. Rovněž kvůli schopnostem zeslabení pole indukčních strojů se zdá, že měřítko střídače a náklady jsou nižší, zvláště u pohonů s vysokým výkonem. Vzhledem k tomu, že spinning indukční stroje produkují málo nebo žádné napětí při rozrušení, jsou snadněji chráněny.
Skoro jsem zapomněl: Indukční stroje jsou obtížnější ovládat. Řídicí zákony jsou složitější a těžko pochopitelné. Dosažení stability v celém rozsahu točivého momentu a překročení teploty je s indukcí obtížnější než u bezkartáčových jednotek. To znamená přidané náklady na vývoj, ale pravděpodobně málo nebo žádné opakující se náklady.