IPM და SPM ძრავები: ზედაპირული თუ შიდა მაგნიტები, რა განსხვავებაა

გახსენით ელექტროთვითმგორავის (სკუტერის) ძრავა: მაგნიტები როტორის ზედაპირზეა დაწებებული. გახსენით თანამედროვე ელექტრომობილის ძრავა: ხშირად მაგნიტები ჩამალულია როტორის ფირფიტების დასტაში, შიგნით. მაგნიტების განლაგების ეს განსხვავება ქმნის მუდმივმაგნიტიანი სინქრონული ძრავების ორ ოჯახს: SPM და IPM. ეს ცვლის იმას, თუ როგორ გამოიმუშავებს ძრავა ბრუნვის მომენტს და როგორია მისი მაღალი სიჩქარით მუშაობის უნარი.

მაგნიტების განთავსების ორი გზა

SPM: ზედაპირული მაგნიტები

SPM ნიშნავს "Surface Permanent Magnet" (ზედაპირული მუდმივი მაგნიტი). მაგნიტები დაწებებულია როტორის ზედაპირზე, ხვეულების პირისპირ. კონსტრუქცია მარტივია და მაგნიტების მთელი ნაკადი პირდაპირ მუშაობს. ელექტროთვითმგორავების ძრავები გარე როტორით თითქმის ყველა ამ ტიპისაა: მაგნიტები აკრავს მბრუნავი კორპუსის შიდა მხარეს.

შეზღუდვა: შიდა როტორზე ძალიან მაღალი სიჩქარისას, ცენტრიდანული ძალა ცდილობს მაგნიტების მოგლეჯას, ამიტომ საჭიროა მათი დამაგრება რგოლით.

IPM: შიდა მაგნიტები

IPM ნიშნავს "Interior Permanent Magnet" (შიდა მუდმივი მაგნიტი). მაგნიტები ჩასმულია როტორის ფირფიტებში ამოჭრილ ღარებში, ხშირად V-ს ფორმით. ისინი მექანიკურად დაცულები არიან და მათ გარშემო არსებული რკინის ფორმა ქმნის დამატებით ეფექტს, რომელიც ქვემოთ არის აღწერილი.

რელუქტანსული მომენტი

რკინა მაგნიტური ველისკენ მიიზიდება მაგნიტის გარეშეც: ეს არის რელუქტანსი. წაგრძელებული რკინის ნაჭერი ცდილობს ველთან გასწორებას, როგორც კომპასის ისარი.

IPM ძრავაში როტორი მაგნიტურად "მრგვალი" არ არის: ის მაგნიტურ ველს ზოგიერთი მიმართულებით უფრო ადვილად ატარებს, ვიდრე სხვებში, მაგნიტების ღარების გამო, რომლებიც ცარიელი სივრცეებია. ამას ეწოდება სალიენტობა. ვექტორული მართვის ენაზე, მისი ინდუქციურობა არ არის ერთნაირი d ღერძზე (მაგნიტების გასწვრივ) და q ღერძზე (90°-ით).

შედეგი: IPM-ის საერთო ბრუნვის მომენტს ორი წყარო აქვს.

• მაგნიტების მომენტი, როგორც SPM-ში, წარმოქმნილი q დენით;
• რელუქტანსული მომენტი, წარმოქმნილი d და q დენების კომბინაციით, ორი ღერძის ინდუქციურობის სხვაობის წყალობით.

რას ცვლის ეს მართვისთვის

SPM-ში d დენი არ წარმოქმნის ბრუნვის მომენტს: ვექტორული მართვა მას ნულზე ინახავს. IPM-ში, სწორად შერჩეული, უარყოფითი d დენი ამატებს რელუქტანსულ მომენტს. მოცემული ბრუნვის მომენტისთვის არსებობს d და q დენების ისეთი კომბინაცია, რომელიც მოითხოვს ყველაზე ნაკლებ ამპერს: ეს არის MTPA სტრატეგია, რაც ნიშნავს "Maximum Torque Per Ampere" (მაქსიმალური მომენტი ამპერზე).

კონტროლერმა მაშინ უნდა იცოდეს ძრავის ორივე ინდუქციურობა და ყოველ მომენტში გამოთვალოს სწორი განაწილება, რაც მოითხოვს ძრავის უფრო ღრმა დახასიათებას.

რატომ დომინირებს IPM ავტომობილებში

• სწრაფად ბრუნავს: რკინაში დაცული მაგნიტები უძლებს მაღალ ბრუნვის სიჩქარეს.
• კარგად ექვემდებარება დეფლუქსაციას: საბაზისო სიჩქარის ზემოთ, d დენის წყალობით ის ინარჩუნებს სასარგებლო სიმძლავრეს სიჩქარის ფართო დიაპაზონში. იხილეთ ჩვენი გზამკვლევი დეფლუქსაციის შესახებ.
• ზოგავს მაგნიტებს: მომენტის ნაწილი მოდის რელუქტანსიდან, რაც საშუალებას იძლევა შემცირდეს ძვირადღირებული მაგნიტების რაოდენობა.

ზოგიერთი მწარმოებელი უფრო შორს მიდის და იყენებს ე.წ. "მაგნიტებით დამხმარე რელუქტანსულ სინქრონულ ძრავებს", სადაც რელუქტანსი უზრუნველყოფს მომენტის ძირითად ნაწილს, ხოლო მაგნიტები - დამატებითს.

და ელექტროთვითმგორავზე?

ელექტროთვითმგორავის ძრავა ნელა ბრუნავს (ბორბალი პირდაპირ არის დაკავშირებული) და სჭირდება დიდი ბრუნვის მომენტი გაჩერების მომენტიდანვე. გარე როტორიანი SPM ძალიან კარგად შეეფერება ამას: დიდი დიამეტრი, ბევრი მაგნიტი, პირდაპირი მომენტი, მარტივი კონსტრუქცია. IPM თავის უპირატესობას ავლენს ძრავებში, რომლებიც სწრაფად ბრუნავენ და ბორბალს რედუქტორის საშუალებით ამოძრავებენ, როგორც ეს ელექტრომოტოციკლებსა და ელექტრომობილებშია.

ჩვენი ელექტროთვითმგორავის ძრავები არის ამ ტიპის ძრავები, High Speed და High Torque ვერსიებში.