శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు ప్రధాన డ్రైవ్ మోటార్లుగా ఎందుకు మారాయి?

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు ప్రధాన డ్రైవ్ మోటార్లుగా ఎందుకు మారాయి?

ఎలక్ట్రిక్ మోటార్ విద్యుత్ శక్తిని యాంత్రిక శక్తిగా మార్చి, ఆ యాంత్రిక శక్తిని ట్రాన్స్‌మిషన్ సిస్టమ్ ద్వారా చక్రాలకు బదిలీ చేసి వాహనాన్ని నడపగలదు. ఇది నూతన శక్తి వాహనాల యొక్క ప్రధాన డ్రైవ్ సిస్టమ్‌లలో ఒకటి. ప్రస్తుతం, నూతన శక్తి వాహనాలలో సాధారణంగా ఉపయోగించే డ్రైవ్ మోటార్లు ప్రధానంగా పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్లు మరియు ఏసీ అసింక్రోనస్ మోటార్లు. చాలా నూతన శక్తి వాహనాలు పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ సింక్రోనస్ మోటార్లను ఉపయోగిస్తాయి. BYD, లీ ఆటో మొదలైన కార్ కంపెనీలు వీటికి ఉదాహరణలు. కొన్ని వాహనాలు ఏసీ అసింక్రోనస్ మోటార్లను ఉపయోగిస్తాయి. టెస్లా మరియు మెర్సిడెస్-బెంజ్ వంటి కార్ కంపెనీలు ఎలక్ట్రిక్ మోటార్లను ఉపయోగిస్తాయి.

ఒక అసింక్రోనస్ మోటార్ ప్రధానంగా ఒక స్థిరమైన స్టేటర్ మరియు తిరిగే రోటర్‌తో కూడి ఉంటుంది. స్టేటర్ వైండింగ్‌ను AC విద్యుత్ సరఫరాకు అనుసంధానించినప్పుడు, రోటర్ తిరుగుతూ శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. దీని ప్రధాన సూత్రం ఏమిటంటే, స్టేటర్ వైండింగ్‌కు శక్తినిచ్చినప్పుడు (ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్), అది ఒక తిరిగే విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. మరియు రోటర్ వైండింగ్ అనేది ఒక మూసివున్న వాహకం, ఇది స్టేటర్ యొక్క తిరిగే అయస్కాంత క్షేత్రంలో దాని అయస్కాంత ప్రేరణ రేఖలను నిరంతరం ఖండిస్తుంది. ఫారడే నియమం ప్రకారం, ఒక మూసివున్న వాహకం అయస్కాంత ప్రేరణ రేఖను ఖండించినప్పుడు, ఒక విద్యుత్ ప్రవాహం ఉత్పత్తి అవుతుంది, మరియు ఆ విద్యుత్ ప్రవాహం ఒక విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టిస్తుంది. ఈ సమయంలో, రెండు విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాలు ఉంటాయి: ఒకటి బాహ్య ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్‌కు అనుసంధానించబడిన స్టేటర్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం, మరియు మరొకటి స్టేటర్ విద్యుదయస్కాంత ప్రేరణ రేఖను ఖండించడం ద్వారా ఉత్పత్తి అయిన రోటర్ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం. లెంజ్ నియమం ప్రకారం, ప్రేరిత విద్యుత్ ప్రవాహం ఎల్లప్పుడూ దానికి కారణమైన దానిని నిరోధిస్తుంది, అంటే, స్టేటర్ యొక్క భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క అయస్కాంత ప్రేరణ రేఖలను రోటర్‌పై ఉన్న వాహకాలు ఖండించకుండా నిరోధించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. దీని ఫలితంగా: రోటర్‌పై ఉన్న వాహకాలు స్టేటర్ యొక్క భ్రమణ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని "అందుకోవడం" ప్రారంభిస్తాయి, అంటే రోటర్ స్టేటర్ యొక్క భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని వెంబడిస్తుంది, మరియు చివరికి మోటారు తిరగడం ప్రారంభిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో, రోటర్ యొక్క భ్రమణ వేగం (n2) మరియు స్టేటర్ యొక్క భ్రమణ వేగం (n1) సమకాలీనంగా ఉండవు (వేగ వ్యత్యాసం సుమారు 2-6%). అందువల్ల, దీనిని అసింక్రోనస్ AC మోటారు అని అంటారు. దీనికి విరుద్ధంగా, భ్రమణ వేగం సమానంగా ఉంటే, దానిని సింక్రోనస్ మోటారు అని అంటారు.

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ కూడా ఒక రకమైన AC మోటార్. దీని రోటర్ శాశ్వత అయస్కాంతాలతో కూడిన ఉక్కుతో తయారు చేయబడుతుంది. మోటార్ పనిచేస్తున్నప్పుడు, రోటర్‌ను తిప్పడానికి ఒక భ్రమణ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి స్టేటర్‌కు శక్తినివ్వబడుతుంది. "సమకాలీకరణ" అంటే స్థిరమైన ఆపరేషన్ సమయంలో రోటర్ యొక్క భ్రమణ వేగం, అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క భ్రమణ వేగంతో సమకాలీకరించబడటం. శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు అధిక పవర్-టు-వెయిట్ నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి, పరిమాణంలో చిన్నవిగా, బరువులో తేలికగా ఉంటాయి, అధిక అవుట్‌పుట్ టార్క్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు అద్భుతమైన గరిష్ట వేగ పరిమితి మరియు బ్రేకింగ్ పనితీరును కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు నేడు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న ఎలక్ట్రిక్ మోటార్‌గా మారాయి. అయితే, శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థం కంపనం, అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు ఓవర్‌లోడ్ కరెంట్‌కు గురైనప్పుడు, దాని అయస్కాంత పారగమ్యత తగ్గవచ్చు లేదా అయస్కాంతీకరణ కోల్పోవచ్చు, ఇది శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్ పనితీరును తగ్గించవచ్చు. అదనంగా, రేర్ ఎర్త్ శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు రేర్ ఎర్త్ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాయి మరియు వాటి తయారీ ఖర్చు స్థిరంగా ఉండదు.

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లతో పోలిస్తే, అసమకాలిక మోటార్లు పనిచేసేటప్పుడు ఉత్తేజం కోసం విద్యుత్ శక్తిని గ్రహించవలసి ఉంటుంది, దీనివల్ల అవి విద్యుత్ శక్తిని వినియోగించుకుని, మోటారు సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తాయి. శాశ్వత అయస్కాంతాలను చేర్చడం వల్ల శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్లు మరింత ఖరీదైనవి.

AC అసింక్రోనస్ మోటార్లను ఎంచుకునే మోడళ్లు పనితీరుకు ప్రాధాన్యతనిస్తాయి మరియు అధిక వేగాల వద్ద AC అసింక్రోనస్ మోటార్ల పనితీరు అవుట్‌పుట్ మరియు సామర్థ్య ప్రయోజనాలను సద్వినియోగం చేసుకుంటాయి. దీనికి ఒక ప్రతినిధి మోడల్ ప్రారంభ మోడల్ S. ప్రధాన లక్షణాలు: కారు అధిక వేగంతో ప్రయాణిస్తున్నప్పుడు, అది అధిక-వేగ ఆపరేషన్‌ను మరియు విద్యుత్ శక్తిని సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోగలదు, గరిష్ట పవర్ అవుట్‌పుట్‌ను కొనసాగిస్తూనే శక్తి వినియోగాన్ని తగ్గిస్తుంది;

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లను ఎంచుకునే మోడళ్లు శక్తి వినియోగానికి ప్రాధాన్యతనిస్తాయి మరియు తక్కువ వేగాల వద్ద శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ల పనితీరు అవుట్‌పుట్ మరియు సమర్థవంతమైన ఆపరేషన్‌ను ఉపయోగించుకుంటాయి, అందువల్ల ఇవి చిన్న మరియు మధ్య తరహా కార్లకు అనుకూలంగా ఉంటాయి. చిన్న పరిమాణం, తక్కువ బరువు మరియు ఎక్కువ బ్యాటరీ జీవితకాలం దీని లక్షణాలు. అదే సమయంలో, ఇది మంచి వేగ నియంత్రణ పనితీరును కలిగి ఉంటుంది మరియు పదేపదే ప్రారంభించడం, ఆపడం, వేగవంతం చేయడం మరియు వేగాన్ని తగ్గించడం వంటి వాటిని ఎదుర్కొన్నప్పుడు కూడా అధిక సామర్థ్యాన్ని కొనసాగించగలదు.

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు ఆధిపత్యం చెలాయిస్తున్నాయి. అడ్వాన్స్‌డ్ ఇండస్ట్రీ రీసెర్చ్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ (GGII) విడుదల చేసిన "న్యూ ఎనర్జీ వెహికల్ ఇండస్ట్రీ చైన్ మంత్లీ డేటాబేస్" గణాంకాల ప్రకారం, జనవరి నుండి ఆగస్టు 2022 వరకు కొత్త శక్తి వాహన డ్రైవ్ మోటార్ల దేశీయ స్థాపిత సామర్థ్యం సుమారుగా 3.478 మిలియన్ యూనిట్లుగా ఉంది, ఇది గతేడాదితో పోలిస్తే 101% పెరుగుదల. వాటిలో, శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ల స్థాపిత సామర్థ్యం 3.329 మిలియన్ యూనిట్లుగా ఉంది, ఇది గతేడాదితో పోలిస్తే 106% పెరుగుదల; AC అసింక్రోనస్ మోటార్ల స్థాపిత సామర్థ్యం 1.295 మిలియన్ యూనిట్లుగా ఉంది, ఇది గతేడాదితో పోలిస్తే 22% పెరుగుదల.

పూర్తి ఎలక్ట్రిక్ ప్యాసింజర్ కార్ల మార్కెట్‌లో శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు ప్రధాన డ్రైవ్ మోటార్లుగా మారాయి.

దేశ విదేశాలలోని ప్రధాన మోడళ్ల కోసం మోటార్ల ఎంపికను బట్టి చూస్తే, దేశీయంగా SAIC మోటార్, గీలీ ఆటోమొబైల్, గ్వాంగ్‌జౌ ఆటోమొబైల్, BAIC మోటార్, డెంజా మోటార్స్ మొదలైన సంస్థలు విడుదల చేసిన కొత్త శక్తి వాహనాలన్నీ శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లను (permanent magnet synchronous motors) ఉపయోగిస్తున్నాయి. శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లను ప్రధానంగా చైనాలో ఉపయోగిస్తారు. మొదటిది, శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లకు మంచి తక్కువ-వేగ పనితీరు మరియు అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం ఉండటం వలన, పట్టణ ట్రాఫిక్‌లో తరచుగా ఆగి ఆగి వెళ్లే సంక్లిష్ట పని పరిస్థితులకు ఇవి చాలా అనుకూలంగా ఉంటాయి. రెండవది, శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లలోని నియోడైమియం ఐరన్ బోరాన్ శాశ్వత అయస్కాంతాల కారణంగా. ఈ పదార్థాల తయారీకి అరుదైన భూ వనరుల (rear earth resources) వాడకం అవసరం, మరియు మన దేశంలో ప్రపంచంలోని అరుదైన భూ వనరులలో 70% ఉన్నాయి, అలాగే NdFeB అయస్కాంత పదార్థాల మొత్తం ఉత్పత్తి ప్రపంచంలో 80%కి చేరుకుంటుంది, కాబట్టి చైనా శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లను ఉపయోగించడానికి ఎక్కువ ఆసక్తి చూపుతోంది.

విదేశీ సంస్థలైన టెస్లా మరియు BMW, శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్లు మరియు AC అసమకాలిక మోటార్లను సంయుక్తంగా అభివృద్ధి చేయడానికి ఉపయోగిస్తాయి. అనువర్తన నిర్మాణం దృష్ట్యా, కొత్త శక్తి వాహనాలకు శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ ప్రధాన ఎంపికగా ఉంది.

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ల తయారీ ఖర్చులో సుమారు 30% శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థాల ఖరీదు ఉంటుంది. శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటార్ల తయారీకి ఉపయోగించే ముడి పదార్థాలలో ప్రధానంగా నియోడైమియం ఐరన్ బోరాన్, సిలికాన్ స్టీల్ షీట్లు, రాగి మరియు అల్యూమినియం ఉంటాయి. వీటిలో, శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థమైన నియోడైమియం ఐరన్ బోరాన్‌ను ప్రధానంగా రోటర్ శాశ్వత అయస్కాంతాలను తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు, దీని ఖరీదు సుమారు 30%; సిలికాన్ స్టీల్ షీట్లను ప్రధానంగా అనుకూలీకరించిన రోటర్ కోర్ తయారీకి ఉపయోగిస్తారు, దీని ఖరీదు సుమారు 20%; స్టేటర్ వైండింగ్ ఖరీదు సుమారు 15%; మోటార్ షాఫ్ట్ ఖరీదు సుమారు 5%; మరియు మోటార్ షెల్ ఖరీదు సుమారు 15% ఉంటుంది.

ఎందుకుOSG శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్లు స్క్రూ ఎయిర్ కంప్రెసర్మరింత సమర్థవంతంగా?

శాశ్వత అయస్కాంత సమకాలిక మోటారు ప్రధానంగా స్టేటర్, రోటర్ మరియు షెల్ భాగాలతో కూడి ఉంటుంది. సాధారణ AC మోటార్ల వలె, మోటారు నడుస్తున్నప్పుడు ఎడ్డీ కరెంట్ మరియు హిస్టెరిసిస్ ప్రభావాల వల్ల కలిగే ఐరన్ లాస్‌ను తగ్గించడానికి స్టేటర్ కోర్ లామినేటెడ్ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది; వైండింగ్‌లు కూడా సాధారణంగా త్రీ-ఫేజ్ సిమెట్రికల్ నిర్మాణాలను కలిగి ఉంటాయి, కానీ పారామీటర్ ఎంపిక చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది. రోటర్ భాగం వివిధ రూపాల్లో ఉంటుంది, వీటిలో స్టార్టింగ్ స్క్విరెల్ కేజ్‌తో కూడిన శాశ్వత అయస్కాంత రోటర్, మరియు ఎంబెడెడ్ లేదా సర్ఫేస్-మౌంటెడ్ స్వచ్ఛమైన శాశ్వత అయస్కాంత రోటర్ ఉన్నాయి. రోటర్ కోర్‌ను ఘన నిర్మాణంగా లేదా లామినేటెడ్‌గా తయారు చేయవచ్చు. రోటర్‌లో శాశ్వత అయస్కాంత పదార్థం అమర్చబడి ఉంటుంది, దీనిని సాధారణంగా అయస్కాంతం అని పిలుస్తారు.

శాశ్వత అయస్కాంత మోటారు యొక్క సాధారణ పనితీరులో, రోటర్ మరియు స్టేటర్ అయస్కాంత క్షేత్రాలు సమకాలిక స్థితిలో ఉంటాయి. రోటర్ భాగంలో ప్రేరిత విద్యుత్ ప్రవాహం ఉండదు, మరియు రోటర్ కాపర్ నష్టం, హిస్టెరిసిస్ లేదా ఎడ్డీ కరెంట్ నష్టం ఉండవు. రోటర్ నష్టం మరియు వేడెక్కడం వంటి సమస్యలను పరిగణించాల్సిన అవసరం లేదు. సాధారణంగా, శాశ్వత అయస్కాంత మోటారు ఒక ప్రత్యేక ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టర్ ద్వారా శక్తిని పొందుతుంది మరియు సహజంగా సాఫ్ట్ స్టార్ట్ ఫంక్షన్‌ను కలిగి ఉంటుంది. అదనంగా, శాశ్వత అయస్కాంత మోటారు ఒక సమకాలిక మోటారు, ఇది ఉత్తేజం యొక్క తీవ్రత ద్వారా పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను సర్దుబాటు చేసే లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి పవర్ ఫ్యాక్టర్‌ను ఒక నిర్దిష్ట విలువకు రూపొందించవచ్చు.

స్టార్టింగ్ పరంగా చూస్తే, పర్మనెంట్ మాగ్నెట్ మోటార్‌ను వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ పవర్ సప్లై లేదా సపోర్టింగ్ ఇన్వర్టర్ ద్వారా స్టార్ట్ చేయడం వల్ల, దాని స్టార్టింగ్ ప్రక్రియ చాలా సులభంగా ఉంటుంది; ఇది వేరియబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మోటార్ స్టార్టింగ్‌ను పోలి ఉంటుంది, మరియు సాధారణ కేజ్ అసింక్రోనస్ మోటార్లలో ఉండే స్టార్టింగ్ లోపాలను నివారిస్తుంది.

సంక్షిప్తంగా, శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్ల సామర్థ్యం మరియు పవర్ ఫ్యాక్టర్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి, వాటి నిర్మాణం చాలా సరళంగా ఉంటుంది, మరియు గత పదేళ్లుగా మార్కెట్‌లో వీటికి విపరీతమైన గిరాకీ ఉంది.

అయితే, శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్లలో ఎక్సైటేషన్ వైఫల్యం అనేది తప్పించుకోలేని సమస్య. కరెంట్ చాలా ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు లేదా ఉష్ణోగ్రత చాలా అధికంగా ఉన్నప్పుడు, మోటార్ వైండింగ్‌ల ఉష్ణోగ్రత తక్షణమే పెరుగుతుంది, కరెంట్ వేగంగా పెరుగుతుంది, మరియు శాశ్వత అయస్కాంతాలు త్వరగా ఎక్సైటేషన్‌ను కోల్పోతాయి. శాశ్వత అయస్కాంత మోటార్ నియంత్రణలో, మోటార్ స్టేటర్ వైండింగ్ కాలిపోయే సమస్యను నివారించడానికి ఓవర్-కరెంట్ ప్రొటెక్షన్ పరికరం అమర్చబడి ఉంటుంది, కానీ దాని ఫలితంగా ఎక్సైటేషన్ కోల్పోవడం మరియు పరికరం ఆగిపోవడం అనివార్యం.