Prądnice i Silniki z Magnesami Trwałymi
Copyright (c) 2011 by Komel All Rights reserved
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Silniki z magnesami trwałymi Prądnice z magnesami trwałymi
1. SILNIKI DO POJAZDÓW I INNYCH ŚRODKÓW TRANSPORTU
Budowa i charakterystyka silników
Silniki przeznaczone do zastosowania w napędach o regulowanej prędkości obrotowej, np. w pojazdach elektrycznych, powinny cechować się wysoką sprawnością, dużą przeciążalnością momentem oraz szerokim zakresem regulacji prędkości obrotowej n.
Wymagania te spełniają silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, zaprojektowane do pracy z dwustrefową regulacją prędkości obrotowej.
W pierwszej strefie regulacji, w zakresie prędkości obrotowych od zera do prędkości bazowej nb, silnik pracuje przy stałym stosunku napięcia zasilania do częstotliwości U1 /f, czyli przy stałym strumieniu magnetycznym, a moment elektromagnetyczny T silnika jest w przybliżeniu liniowo zależny od prądu zasilania I1. Jest to obszar pracy ze stałym momentem.
Przy prędkości bazowej nb, napięcie na zaciskach silnika U1 osiąga wartość maksymalną U1max, jaką może wygenerować przekształtnik energoelektroniczny, zasilany np. z baterii akumulatorów.
Powyżej prędkości bazowej nb, silnik pracuje w drugiej strefie regulacji, w której zwiększenie prędkości obrotowej możliwe jest dzięki odpowiedniemu osłabianiu strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej.
Przy stałej wartości prądu zasilania I1, moc mechaniczna Pm silnika jest stała w drugiej strefie regulacji prędkości obrotowej.
Zastosowanie silnika elektrycznego wraz z przekształtnikiem energoelektronicznym pozwala uzyskać:
- znaczące obniżenie kosztów przejazdu (licząc na 100 km) w stosunku do pojazdów spalinowych (przewidywany koszt przejechania 100 km nie powinien przekroczyć 5 zł, co jest równowartością mniej niż 1 litra paliwa);
- bezemisyjność pojazdu (cecha bardzo istotna w aglomeracjach miejskich);
- możliwość odzyskiwania energii hamowania;
- cichą, bezpieczną i niezawodną jazdę;
- identyczne lub lepsze niż obecne parametry trakcyjne pojazdów (większe przyśpieszenia, efektywniejsze hamowanie);
- mniejsze zużycie elementów układu hamulcowego (klocki i tarcze);
- nieporównywalnie wyższą sprawność przetwarzania energii w układzie napędowym (sprawność nawet najnowszego silnika spalinowego nie przekracza 45%, natomiast nowoczesny silnik elektryczny charakteryzuje się sprawnością przetwarzania energii elektrycznej na mechaniczną znacznie przekraczającą 90%).
Zobacz także
Charakterystyki elektromechaniczne silnika PMSM z dwustrefową regulacją prędkości obrotowej
Rozkład pola magnetycznego w silniku PMSM podczas pracy z osłabianiem pola
Mapa sprawności
Parametry techniczne silników standardowych
1. SILNIKI DO POJAZDÓW I INNYCH ŚRODKÓW TRANSPORTU
Budowa i charakterystyka silników
Silniki przeznaczone do zastosowania w napędach o regulowanej prędkości obrotowej, np. w pojazdach elektrycznych, powinny cechować się wysoką sprawnością, dużą przeciążalnością momentem oraz szerokim zakresem regulacji prędkości obrotowej n.
Wymagania te spełniają silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, zaprojektowane do pracy z dwustrefową regulacją prędkości obrotowej.
W pierwszej strefie regulacji, w zakresie prędkości obrotowych od zera do prędkości bazowej nb, silnik pracuje przy stałym stosunku napięcia zasilania do częstotliwości U1 /f, czyli przy stałym strumieniu magnetycznym, a moment elektromagnetyczny T silnika jest w przybliżeniu liniowo zależny od prądu zasilania I1. Jest to obszar pracy ze stałym momentem.
Przy prędkości bazowej nb, napięcie na zaciskach silnika U1 osiąga wartość maksymalną U1max, jaką może wygenerować przekształtnik energoelektroniczny, zasilany np. z baterii akumulatorów.
Powyżej prędkości bazowej nb, silnik pracuje w drugiej strefie regulacji, w której zwiększenie prędkości obrotowej możliwe jest dzięki odpowiedniemu osłabianiu strumienia magnetycznego w szczelinie powietrznej.
Przy stałej wartości prądu zasilania I1, moc mechaniczna Pm silnika jest stała w drugiej strefie regulacji prędkości obrotowej.
Zastosowanie silnika elektrycznego wraz z przekształtnikiem energoelektronicznym pozwala uzyskać:
- znaczące obniżenie kosztów przejazdu (licząc na 100 km) w stosunku do pojazdów spalinowych (przewidywany koszt przejechania 100 km nie powinien przekroczyć 5 zł, co jest równowartością mniej niż 1 litra paliwa);
- bezemisyjność pojazdu (cecha bardzo istotna w aglomeracjach miejskich);
- możliwość odzyskiwania energii hamowania;
- cichą, bezpieczną i niezawodną jazdę;
- identyczne lub lepsze niż obecne parametry trakcyjne pojazdów (większe przyśpieszenia, efektywniejsze hamowanie);
- mniejsze zużycie elementów układu hamulcowego (klocki i tarcze);
- nieporównywalnie wyższą sprawność przetwarzania energii w układzie napędowym (sprawność nawet najnowszego silnika spalinowego nie przekracza 45%, natomiast nowoczesny silnik elektryczny charakteryzuje się sprawnością przetwarzania energii elektrycznej na mechaniczną znacznie przekraczającą 90%).
Zobacz także
Charakterystyki elektromechaniczne silnika PMSM z dwustrefową regulacją prędkości obrotowej
Rozkład pola magnetycznego w silniku PMSM podczas pracy z osłabianiem pola
Mapa sprawności
Parametry techniczne silników standardowych
 |
 |
 |
 |
 |
Instytut o nazwie
Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy
Maszyn Elektrycznych KOMEL
Branżowy Ośrodek Badawczo-Rozwojowy
Maszyn Elektrycznych KOMEL
 |