لماذا تكون كفاءة المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM) أعلى؟

يتكون المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم (PMSM) بشكل أساسي من الجزء الثابت والدوار ومكونات الإسكان. على غرار محركات التيار المتردد العادية، يعتمد قلب الجزء الثابت على هيكل مصفح لتقليل فقدان الحديد الناتج عن تأثيرات التيار الدوامي والتباطؤ أثناء تشغيل المحرك؛ تكون اللفات بشكل عام ذات بنية متناظرة ثلاثية الطور أيضًا، مع وجود اختلاف رئيسي في اختيار المعلمة. يأتي الجزء الدوار في أشكال متنوعة، بما في ذلك الدوارات ذات المغناطيس الدائم مع أقفاص سنجابية التشغيل، بالإضافة إلى الدوارات ذات المغناطيس الدائم الداخلي (IPM) والدوارات ذات المغناطيس الدائم المثبتة على السطح (SPM). يمكن تحويل قلب الدوار إلى هيكل صلب أو تجميعه بواسطة التصفيحات. يتم تركيب المواد المغناطيسية الدائمة على الدوار، والتي يشار إليها عادة بالفولاذ المغناطيسي في الصناعة.

أثناء التشغيل العادي لمحرك ذو مغناطيس دائم، يكون الجزء المتحرك والمجال المغناطيسي للجزء الثابت في حالة تزامن. لا يوجد تيار مستحث في الجزء الدوار، مما يؤدي إلى عدم فقدان النحاس في العضو الدوار، أو فقدان التباطؤ أو فقدان التيار الدوامي، وبالتالي فإن مشكلة توليد الحرارة الناتجة عن فقدان الدوار ليست مثيرة للقلق. بشكل عام، يتم تشغيل المحركات ذات المغناطيس الدائم بواسطة محولات تردد مخصصة وتتميز بطبيعتها بقدرة التشغيل الناعم. بالإضافة إلى ذلك، فإن المحركات ذات المغناطيس الدائم هي نوع من المحركات المتزامنة، والتي تحتفظ بخاصية المحركات المتزامنة التي يمكن تعديل عامل الطاقة من خلال التحكم في شدة الإثارة، لذلك يمكن تصميم عامل الطاقة لتلبية القيم المحددة.

من منظور أداء البداية، نظرًا لأن المحركات ذات المغناطيس الدائم يتم تشغيلها فعليًا بواسطة مصادر طاقة متغيرة التردد أو محولات تردد داعمة، فيمكن تحقيق عملية البدء الخاصة بها بسهولة. على غرار وضع البدء للمحركات ذات التردد المتغير، يتجنب هذا التصميم عيوب البدء للمحركات غير المتزامنة العادية ذات القفص السنجابي. باختصار، يمكن للمحركات ذات المغناطيس الدائم تحقيق كفاءة عالية وعامل طاقة عالي بهيكل بسيط للغاية، مما جعلها تحظى بشعبية كبيرة في السوق على مدار العقد الماضي أو نحو ذلك. ومع ذلك، فإن فشل إزالة المغناطيسية يمثل مشكلة لا يمكن تجنبها بالنسبة للمحركات ذات المغناطيس الدائم. عندما يكون التيار مفرطًا أو تكون درجة الحرارة مرتفعة جدًا، سترتفع درجة حرارة ملفات المحرك بسرعة في وقت قصير، وسيزداد التيار بشكل حاد، وستتم إزالة المغناطيسية من المغناطيس الدائم بسرعة. في نظام التحكم في المحركات ذات المغناطيس الدائم، يتم تثبيت أجهزة حماية التيار الزائد لمنع احتراق ملفات الجزء الثابت للمحرك، ولكن إزالة المغناطيسية وإيقاف تشغيل المعدات الناجم عن التيار الزائد لا يزال أمراً لا مفر منه. بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من المحركات، فإن تطبيق المحركات ذات المغناطيس الدائم في السوق لم ينتشر بعد على نطاق واسع. لا تزال هناك بعض النقاط التقنية العمياء غير المعروفة لكل من مصنعي السيارات ومستخدميها، خاصة فيما يتعلق بالمطابقة مع محولات التردد. غالبًا ما يؤدي عدم التطابق هذا إلى عدم تناسق خطير بين قيم التصميم وبيانات الاختبار، والتي يجب التحقق منها بشكل متكرر من خلال الاختبارات.