Uvod v prednosti in slabosti
sinhroni motorji s trajnimi magneti
Hitrost rotorja sinhronskih motorjev s trajnimi magneti je sinhronizirana s hitrostjo magnetnega polja statorja. Njegov delovni proces je, da je statorsko navitje priključeno na izmenični tok, da ustvari statorsko vrteče se magnetno polje, magnetno polje rotorja trajnega magneta pa inducira statorsko vrtljivo magnetno polje in se vrti z njim, motor pa se vrti in oddaja moč.
Glavne prednosti sinhronskih motorjev s trajnimi magneti so visoka gostota moči, visoka učinkovitost delovanja, preprosta in kompaktna struktura, velik in gladek navor ter dobra zmogljivost regulacije hitrosti.
1) Visoka gostota moči:Neodim železo bor magnetni material sinhronskega motorja s trajnim magnetom ima odlične magnetne lastnosti. Po magnetizaciji ni treba dodajati zunanje energije in lahko se ustvari močno magnetno polje. Hkrati ima magnetno polje stalne lastnosti in ne potrebuje dodatnih vezij za vzbujanje (to je energiziranje prevodnika za ustvarjanje magnetnega polja), tako da je mogoče ohraniti majhno prostornino in majhno težo. Pri nazivni moči je gostota moči sinhronskega motorja s trajnimi magneti z enakimi pogoji odvajanja toplote in izolacijskimi materiali običajno več kot dvakrat večja kot pri indukcijskem asinhronem motorju.
2) Visoka učinkovitost delovanja:Zaradi koristi od trajnih magnetov v rotorju rotorja sinhronskega motorja s trajnimi magneti običajno ni treba napajati (razen v nekaterih pogojih samozagona ali izgub zaradi vrtinčnih tokov), kar lahko zmanjša s tem povezane izgube energije in ima visoko učinkovitost.
3) Enostavna in kompaktna struktura:Sinhroni pogonski motor s trajnim magnetom nima strukture za napajanje vzbujanja in strukture vzbujalnega navitja, kar zmanjšuje kompleksnost povezane strukture in je razmeroma kompakten, kar zagotavlja, da sinhronski pogonski motor s trajnim magnetom deluje bolj zanesljivo. V primerjavi s tretjo generacijo se je premer statorja četrte generacije sinhronskega motorja s trajnimi magneti, ki je vgrajen v Toyoti Prius, zmanjšal za 20 %, celotna struktura pa je bolj kompaktna in manjša.
4) Velik in gladek navor:V območju nazivnega toka lahko povečanje toka hitro poveča navor sinhronskega motorja s trajnim magnetom. Poleg tega je tudi rotacijsko magnetno polje, ki ga tvori trifazni izmenični tok v statorju, relativno stabilno, pulzacija navora pa majhna. Sinhroni motorji s trajnimi magneti imajo izjemne prednosti pred asinhronimi indukcijskimi motorji, zlasti v pogojih nizke hitrosti in visokega navora (kar ustreza stopnji zagona in pospeševanja novih energetskih vozil).
5) Dobra zmogljivost regulacije hitrosti:Razmerje med elektriko, magnetizmom in silo pri sinhronih motorjih s trajnimi magneti je enostavnejše kot pri indukcijskih asinhronih motorjih, zaradi česar jih je lažje regulirati in krmiliti. Enačba stanja asinhronega motorja je četrtega reda, enačbi rotorja in statorja pa sta sklopljeni (tok v rotorju nastane z vrtenjem magnetnega polja statorja); enačba stanja sinhronskega motorja s trajnim magnetom je drugega reda in magnetno polje trajnega magneta obstaja neodvisno. Težavnost krmiljenja je znatno nižja kot pri indukcijskem asinhronem motorju pri nizkih in visokih hitrostih (višja od nazivne hitrosti).
