Reducerea fluxului magnetic (field weakening): posibilitatea de a atinge viteze mai mari decât cele permise de tensiune

Fiecare motor cu magneți permanenți are o viteză maximă "naturală", stabilită de tensiunea bateriei. Defluxarea, adesea numită și prin denumirea sa în engleză, field weakening, permite depășirea acestei limite fără a schimba bateria sau motorul. Este un reglaj puternic, apreciat în curse, dar care are un cost și riscuri pe care trebuie să le cunoașteți.

De ce un motor atinge limita maximă de putere?

Un motor cu magneți este, de asemenea, o dynamo: în timpul funcționării, el produce o tensiune, forța electromotoare inversă, proporțională cu viteza sa. Pentru a introduce curent în motor, controlerul trebuie să aplice o tensiune superioară celei pe care motorul o produce.

Când viteza crește, tensiunea produsă de motor se apropie de tensiunea bateriei. Controlerul nu mai poate injecta curent, și implicit, cuplu: viteza atinge o limită maximă. Această limită se calculează pe baza constantei de viteză a motorului, Kv, și a tensiunii bateriei. Consultați ghidul nostru despre Kv, Kt și numărul de poli.

Principiul defluxării

În controlul vectorial (FOC), curentul motorului este împărțit în două componente: curentul q, care produce cuplul, și curentul d, aliniat cu magneții. De obicei, curentul d este menținut la valoarea zero.

Pentru a reduce fluxul magnetic, controlerul injectează un curent negativ. Acesta creează un câmp opus celui generat de magneți, ceea ce reduce tensiunea produsă de motor la aceeași viteză. Controlerul poate injecta din nou curent q, și deci cuplu, iar motorul depășește limita sa anterioară.

Termenul este înșelător: magneții nu își pierd puterea. Este doar efectul lor, așa cum este perceput de bobinaje, care este compensat, atâta timp cât curentul electric circulă.

Ce costă?

• Curent fără cuplu: la un motor cu magneți la suprafață, curentul "d" nu generează cuplu. Acesta se adaugă la curentul total, contribuind la încălzirea motorului și a controlerului.
• Despre eficiență: la viteze mari și în condiții de funcționare intensă, o parte tot mai mare din energie se transformă în căldură. Autonomia scade.
• O limită de curent partajată: Curentul total al motorului rămâne limitat. Cu cât alocăm mai mult curent pentru demagnetizare, cu atât mai puțin rămâne disponibil pentru cuplu.

Motoarele cu magneți interiori (IPM) sunt mai rezistenți la pierderile de putere, deoarece curentul contribuie și el la cuplu. Acesta este unul dintre motivele pentru care sunt atât de populari în industria auto: consultați ghidul nostru motoare IPM și SPM.

Riscul principal: oprirea bruscă la viteze mari

În timpul funcționării, motorul se rotește mai repede decât viteza sa naturală: tensiunea pe care ar genera-o fără curentul "d" depășește tensiunea bateriei. Dacă controlerul se oprește brusc (din cauza unei defecțiuni, a unei protecții sau a unei pierderi de alimentare), curentul "d" dispare și această tensiune apare brusc la bornele motorului.

Motorul funcționează atunci ca un generator, returnând curent către baterie prin intermediul circuitului controlerului. Acest lucru poate duce la o frânare bruscă și la o tensiune care poate depăși limitele suportate de tranzistori sau de baterie. De aceea, se lasă o marjă de siguranță în ceea ce privește tensiunea, și de aceea reglajul fluxului se face cu precauție.

Descărcare sau tensiune mai mare?

Pentru a merge mai repede, avem două opțiuni: să modificăm parametrii de control sau să creștem tensiunea bateriei. O tensiune mai mare crește performanța fără a necesita un curent suplimentar, deci fără încălzire sau pierdere de eficiență, dar necesită o baterie, un controler și, adesea, un BMS compatibile. Modificarea parametrilor de control, în schimb, necesită doar o ajustare, dar are ca efect o creștere a temperaturii și o scădere a autonomiei. La un vehicul de curse, se combină adesea cele două metode. Pentru baterii, consultați secțiunea noastră de baterii pentru trotinete electrice.