ఎలక్ట్రిక్ వాహనం PML60 కోసం పుంబా 60KW PMSM డ్రైవ్ మోటార్లు

1. ఫ్లాట్ వైర్ మోటార్
• మోటారు యొక్క వైండింగ్ రూపం క్రమంగా గుండ్రని వైర్ నుండి ఫ్లాట్ వైర్‌కు మారుతుంది, అధిక స్లాట్ ఫిల్లింగ్ రేటు, చిన్న చివరలు, అధిక శక్తి సాంద్రత మరియు బలమైన ఉష్ణ దుర్వినియోగ సామర్థ్యంతో.

2. అధిక వోల్టేజ్ ఇన్సులేషన్ డిజైన్
• పెరుగుతున్న హై-స్పీడ్ మోటార్లకు SiC కంట్రోలర్ల యొక్క అధిక స్విచింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అవసరాలను తీర్చడానికి మోటార్ కొత్త ఇన్సులేటింగ్ పదార్థాలు మరియు ప్రక్రియలను స్వీకరిస్తుంది.

•3. హై-స్పీడ్ మరియు హెవీ-డ్యూటీ ఇన్సులేటెడ్ బేరింగ్లు
• మోటార్ డిజైన్ ఇన్సులేటెడ్ బేరింగ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, ఇది 24000RPM/min డిజైన్ అవసరాలను తీర్చగలదు; మరియు ఇది బేరింగ్‌ల విద్యుత్ తుప్పు ఉత్పత్తిని సమర్థవంతంగా నిరోధించగలదు.

4. ఆయిల్-కూల్డ్ మోటార్
• మోటారు హై-స్పీడ్ ఆయిల్-కూల్డ్ నిర్మాణాన్ని అవలంబిస్తుంది, ఇది వాల్యూమ్ తగ్గిన తర్వాత రేట్ చేయబడిన శక్తిని సమర్థవంతంగా తగ్గిస్తుంది, ఇది సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడమే కాకుండా, వ్యవస్థ యొక్క సేవా జీవితాన్ని కూడా మెరుగుపరుస్తుంది.

5. అద్భుతమైన NVH పనితీరు
• మోటార్ రోటర్ ఒక సెగ్మెంటెడ్ ఇంక్లైన్డ్ పోల్ స్ట్రక్చర్‌ను అవలంబిస్తుంది, ఇది మోటార్ సిస్టమ్ యొక్క NVHని సమర్థవంతంగా ఆప్టిమైజ్ చేస్తుంది.

పారిశ్రామిక ఆటోమేషన్, కొత్త శక్తి వాహనాలు మరియు హై-ఎండ్ రోబోటిక్స్ రంగాలలో, శాశ్వత మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్లు (పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్, PMSM) వాటి అధిక సామర్థ్యం, ​​కాంపాక్ట్ పరిమాణం మరియు ఉన్నతమైన డైనమిక్ ప్రతిస్పందన లక్షణాల కారణంగా డ్రైవ్ సిస్టమ్‌లకు ప్రధాన ఎంపికగా ఉద్భవించాయి. ఈ వ్యాసం నిర్వచనం, పని సూత్రాలు, నిర్మాణ రూపకల్పన, నియంత్రణ తర్కం, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు మరియు BLDC వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మోటార్‌లతో పోలికతో సహా బహుళ కోణాల నుండి ఈ కీలకమైన మోటార్ టెక్నాలజీ యొక్క సమగ్ర విశ్లేషణను అందిస్తుంది.

I. PMSM యొక్క నిర్వచనం మరియు ప్రధాన లక్షణాలు

శాశ్వత అయస్కాంత సింక్రోనస్ మోటార్ అనేది మూడు-దశల AC సింక్రోనస్ మోటార్. దీని నిర్వచించే లక్షణం ఏమిటంటే రోటర్‌కు ఎటువంటి ఉత్తేజిత వైండింగ్ అవసరం లేదు; బదులుగా, ఇది శాశ్వత అయస్కాంతాల ద్వారా నేరుగా స్థిరమైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది (ఉదా., నియోడైమియం-ఐరన్-బోరాన్, సమారియం-కోబాల్ట్), ఇది స్టేటర్ వైండింగ్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రంతో సమకాలికంగా పనిచేస్తుంది.

సాంప్రదాయ ఇండక్షన్ మోటార్లతో పోలిస్తే, PMSMలు గణనీయమైన ప్రయోజనాలను ప్రదర్శిస్తాయి:

​● అధిక సామర్థ్యం: రోటర్ ఎటువంటి ఉత్తేజ నష్టాలను కలిగించదు (రాగి నష్టాలు చాలా తక్కువ), ఫలితంగా ఇండక్షన్ మోటార్ల కంటే 30% కంటే ఎక్కువ విద్యుత్ సాంద్రత ఉంటుంది.

​● అధిక డైనమిక్ ప్రతిస్పందన: సున్నా వేగం వద్ద పూర్తి టార్క్‌ను అందించగల సామర్థ్యం కలిగి ఉంటుంది, ఇది తరచుగా స్టార్ట్-స్టాప్ ఆపరేషన్‌లు అవసరమయ్యే అప్లికేషన్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

​● తక్కువ శబ్దం మరియు మృదువైన టార్క్: సైనూసోయిడల్ బ్యాక్ ఎలక్ట్రోమోటివ్ ఫోర్స్ (EMF)తో రూపొందించబడిన ఇది అతి తక్కువ కంపనంతో పనిచేస్తుంది.

​● అధిక శక్తి కారకం: రోటర్ అయస్కాంత క్షేత్రం శాశ్వత అయస్కాంతాల ద్వారా అందించబడుతుంది, స్టేటర్ కరెంట్‌లోని ఉత్తేజిత భాగాన్ని తొలగిస్తుంది. ఫలితంగా, సిస్టమ్ శక్తి కారకం 1కి చేరుకుంటుంది.

(పిఎంఎస్ఎం)

II. PMSM యొక్క పని సూత్రం

PMSM యొక్క ఆపరేషన్ "స్టేటర్-రోటర్ మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ సింక్రొనైజేషన్" మెకానిజంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఈ క్రింది విధంగా కొనసాగుతుంది:

​1. స్టేటర్ తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్పత్తి: స్టేటర్ యొక్క మూడు-దశల వైండింగ్‌లకు మూడు-దశల AC కరెంట్‌ను వర్తింపజేసినప్పుడు, గాలి అంతరంలో ఒక భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రం ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది ns=60f/p సమకాలిక వేగంతో తిరుగుతుంది.

(ఇక్కడ f అనేది విద్యుత్ సరఫరా ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు p అనేది పోల్ జతల సంఖ్య).

​2. రోటర్ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క సమకాలీకరణ: రోటర్ యొక్క శాశ్వత అయస్కాంతాల నుండి వచ్చే అయస్కాంత క్షేత్రం స్టేటర్ యొక్క భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రంతో సంకర్షణ చెందుతుంది, విద్యుదయస్కాంత టార్క్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది రోటర్‌ను స్టేటర్ క్షేత్రంతో సమకాలీకరణలో సమకాలిక వేగంతో తిప్పడానికి దారితీస్తుంది.

​3.స్వీయ-ప్రారంభం కాని లక్షణం: తెలియని ప్రారంభ రోటర్ స్థానం మరియు స్వీయ-ఉత్పత్తి ప్రారంభ టార్క్ అసమర్థత కారణంగా, మృదువైన ప్రారంభాన్ని సాధించడానికి PMSM లకు ఇన్వర్టర్‌తో సమన్వయం (వేరియబుల్-ఫ్రీక్వెన్సీ శక్తిని అందించడం) అవసరం. వేగం ఒక థ్రెషోల్డ్‌కు చేరుకున్న తర్వాత మాత్రమే సాధారణ ఆపరేషన్ ప్రారంభమవుతుంది.

III. PMSM యొక్క ప్రధాన నిర్మాణం: స్టేటర్ మరియు రోటర్

PMSM నిర్మాణం సాంప్రదాయ సింక్రోనస్ మోటారును పోలి ఉంటుంది, కానీ దాని రోటర్ డిజైన్ కీలకమైన భేదం, ఇది పనితీరు మరియు అనువర్తన దృశ్యాలను ప్రత్యక్షంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

1. స్టేటర్: శక్తి మార్పిడి కేంద్రం

స్టేటర్ నిర్మాణం ఎక్కువగా AC ఇండక్షన్ మోటార్లకు అనుగుణంగా ఉంటుంది, ప్రధానంగా ఇనుప కోర్ మరియు మూడు-దశల వైండింగ్‌లతో కూడి ఉంటుంది:

​● ఇనుప కోర్: ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టాలను తగ్గించడానికి లామినేటెడ్ సిలికాన్ స్టీల్ షీట్లతో తయారు చేయబడింది.

● వైండింగ్‌లు: స్టేటర్ స్లాట్‌లలో మూడు-దశల వైండింగ్‌లు సైనూసోయిడల్‌గా పంపిణీ చేయబడతాయి. శక్తివంతం అయినప్పుడు, అవి సైనూసోయిడల్ బ్యాక్ EMF ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి, అవుట్‌పుట్ కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ దశలో ఉన్నాయని నిర్ధారిస్తాయి (పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను పెంచుతాయి).

2. రోటర్: శాశ్వత అయస్కాంతాలచే నడిచే కోర్

రోటర్‌లో ఉత్తేజిత వైండింగ్‌లు లేవు మరియు శాశ్వత అయస్కాంతాల ద్వారా దాని అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. శాశ్వత అయస్కాంత సంస్థాపనా పద్ధతి ఆధారంగా దీనిని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు:

​● సర్ఫేస్-మౌంటెడ్ పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ (SPM): శాశ్వత అయస్కాంతాలు రోటర్ ఉపరితలంతో బంధించబడి, సెంట్రిఫ్యూగల్ నష్టాన్ని నివారించడానికి రక్షిత స్లీవ్ (ఉదా. కార్బన్ ఫైబర్) ద్వారా కప్పబడి ఉంటాయి. అధిక గాలి-గ్యాప్ మాగ్నెటిక్ ఫ్లక్స్ సాంద్రత ద్వారా వర్గీకరించబడిన SPMలు వాల్యూమ్- మరియు బరువు-సున్నితమైన అనువర్తనాలకు (ఉదా. డ్రోన్ డ్రైవ్‌లు) అనువైనవి.

​● ఇంటీరియర్ పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్ (IPM): శాశ్వత అయస్కాంతాలు రోటర్ లోపల పొందుపరచబడి ఉంటాయి (ఉదాహరణకు, V-ఆకారపు లేదా U-ఆకారపు స్లాట్‌లలో). రిలక్టెన్స్ టార్క్ (రోటర్ కోర్ యొక్క అసమాన మాగ్నెటిక్ సర్క్యూట్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన అదనపు టార్క్) ను పెంచడం ద్వారా, IPMలు అవుట్‌పుట్ సామర్థ్యాన్ని పెంచుతాయి. అధిక సామర్థ్యం మరియు బలమైన ఓవర్‌లోడ్ సామర్థ్యంతో, IPMలు ఎలక్ట్రిక్ వాహన డ్రైవ్ సిస్టమ్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

(EV మోటార్)

IV. PMSM నియంత్రణ సూత్రం: వెక్టర్ నియంత్రణ మరియు డిజిటల్ టెక్నాలజీలు

అధిక-ఖచ్చితమైన వేగం మరియు టార్క్ నియంత్రణను సాధించడానికి, PMSMలు వెక్టర్ కంట్రోల్ (ఫీల్డ్-ఓరియెంటెడ్ కంట్రోల్, FOC) సాంకేతికతపై ఆధారపడతాయి. దీని ప్రధాన అంశం ఏమిటంటే, కోఆర్డినేట్ పరివర్తన ద్వారా తిరిగే కోఆర్డినేట్ వ్యవస్థలో మూడు-దశల AC పరిమాణాలను DC పరిమాణాలుగా (dq అక్షం) మార్చడం, ఫ్లక్స్ మరియు టార్క్ యొక్క స్వతంత్ర నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది.

నియంత్రణ ప్రక్రియలో కీలక దశలు:

​1.స్థాన గుర్తింపు: ఎన్‌కోడర్ లేదా రిసల్వర్‌ని ఉపయోగించి రోటర్ స్థానం మరియు వేగం యొక్క నిజ-సమయ సముపార్జన, కోఆర్డినేట్ పరివర్తన కోసం కోణీయ సూచనను అందిస్తుంది.

​2.ప్రస్తుత నమూనా మరియు పరివర్తన: క్లార్క్/పార్క్ పరివర్తన ద్వారా dq అక్షం ప్రవాహాలుగా మార్చబడిన స్టేటర్ మూడు-దశల ప్రవాహాల సేకరణ (టార్క్‌ను నియంత్రిస్తుంది).

​3.DSP గణన మరియు PWM మాడ్యులేషన్: డిజిటల్ సిగ్నల్ ప్రాసెసర్ (DSP) లక్ష్య టార్క్ మరియు వేగం ఆధారంగా dq అక్షం కరెంట్‌ల కోసం రిఫరెన్స్ విలువలను లెక్కిస్తుంది, ఆపై స్టేటర్ వోల్టేజ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీని నియంత్రించడానికి స్పేస్ వెక్టర్ పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్ (SVPWM) ద్వారా ఇన్వర్టర్ డ్రైవ్ సిగ్నల్‌లను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

​సాంకేతిక ప్రయోజనాలు: వెక్టర్ కంట్రోల్ ఫ్లక్స్ మరియు టార్క్‌ను విడదీస్తుంది, డైనమిక్ ప్రతిస్పందన సమయాన్ని మిల్లీసెకన్లకు తగ్గిస్తుంది మరియు సున్నా వేగంతో పూర్తి టార్క్ అవుట్‌పుట్‌ను అనుమతిస్తుంది. అయితే, దీనికి అధిక-పనితీరు గల DSPలు లేదా MCUలు అవసరం, ఇది సిస్టమ్ సంక్లిష్టతను పెంచుతుంది.

V. PMSM యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

VI. PMSM vs. BLDC వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మోటార్: సాంకేతిక కనెక్షన్లు మరియు అప్లికేషన్ తేడాలు

PMSMలు మరియు బ్రష్‌లెస్ DC వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మోటార్లు (BLDC) రెండూ శాశ్వత అయస్కాంతాలు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ కమ్యుటేషన్‌పై ఆధారపడి ఉంటాయి, కానీ అవి అప్లికేషన్ పొజిషనింగ్‌లో విభిన్నంగా ఉంటాయి:

​● BLDC: స్క్వేర్-వేవ్ డ్రైవ్ (ట్రాపెజోయిడల్ బ్యాక్ EMF) ఉపయోగించి తక్కువ ఖర్చు మరియు సులభమైన నియంత్రణపై దృష్టి పెడుతుంది. ఫ్యాన్లు మరియు నీటి పంపులు వంటి తక్కువ ఖచ్చితత్వ అవసరాలు ఉన్న అప్లికేషన్‌లకు ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది.

​● PMSM: సైనూసోయిడల్ డ్రైవ్ (సైనూసోయిడల్ బ్యాక్ EMF) ఉపయోగించి మరియు వెక్టర్ నియంత్రణకు మద్దతు ఇచ్చే అధిక ఖచ్చితత్వం మరియు పనితీరుకు ప్రాధాన్యత ఇస్తుంది. ఇది పారిశ్రామిక రోబోలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు వంటి ఉన్నత స్థాయి రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

ముగింపు

దాని అధిక సామర్థ్యం, ​​కాంపాక్ట్ పరిమాణం మరియు ఉన్నతమైన డైనమిక్ ప్రతిస్పందనతో, శాశ్వత అయస్కాంత సింక్రోనస్ మోటార్ పారిశ్రామిక మరియు కొత్త ఇంధన రంగాల "పవర్ కోర్"గా మారింది. ఖర్చు మరియు నియంత్రణ సంక్లిష్టతలో సవాళ్లు ఉన్నప్పటికీ, శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాలలో (ఉదా., తక్కువ-ధర సమారియం-ఇనుము-నత్రజని) మరియు డిజిటల్ నియంత్రణ సాంకేతికతలలో పురోగతులు దాని అనువర్తన దృశ్యాలను మరింత విస్తరిస్తాయి. భవిష్యత్తులో, PMSMలు తెలివైన తయారీ మరియు స్వయంప్రతిపత్తి డ్రైవింగ్ వంటి అత్యాధునిక రంగాలలో కీలక పాత్ర పోషిస్తూనే ఉంటాయి.