При заданной номинальной мощности имеет ли двигатель постоянного тока с постоянными магнитами преимущество в весе по сравнению с трехфазной синхронной машиной с постоянными магнитами или наоборот? Или получается, что они будут примерно равны?
В основном интересует масса меди и материала сердечника, а также при условии равных постоянных крутящего момента. Коллега утверждал, что машина 3phs будет использовать значительно меньше меди, но не имел никаких доказательств на этот счет, тогда как я полагал, что они будут примерно равными, но это только интуиция.
Если уж на то пошло, возможно ли вообще обобщать?
Ваш вопрос касается удельной мощности - мощности, нормированной по весу. Обобщения этого типа могут быть лучше рассмотрены путем рассмотрения того, какой тип двигателя используется в конкретных приложениях.
Модели автомобилей и самолетов с электрическим приводом, как правило, ограничены по массе и оптимизированы для обеспечения производительности по сравнению с затратами. Современный уровень техники (т.е. наивысшая производительность/самая высокая стоимость) использует 3-фазные двигатели BLDC (бесщеточные двигатели постоянного тока) с умеренным крутящим моментом при очень высоких скоростях вращения вала . До появления компактных 3-фазных инверторов щеточный постоянный токв этих приложениях использовались двигатели с постоянными магнитами, скорость вала которых ограничивалась ограничениями коммутатора. Можно утверждать, что текущий уровень развития техники представляет собой оптимальное решение в отношении удельной мощности, хотя такие платформы питаются от батареи и, следовательно, также ограничены по эффективности. Ваш вопрос не касался полезного диапазона крутящего момента, поэтому для очень высокоскоростного двигателя может потребоваться редуктор для работы в конкретном приложении, что снижает как эффективность, так и удельную мощность.
В автомобилях с батарейным питанием и гибридных автомобилях на некоторых платформах (Prius) используются трехфазные машины с постоянными магнитами, в то время как на других (платформы GM для грузовиков / внедорожников IIRC) используется индукционная машина. Машины с ПМ, как правило, используются в небольших приложениях с более высокой производительностью (где производительность может равняться удельной мощности или эффективности), в то время как индукционные машины, как правило, используются в приложениях с ограниченными затратами.
В нескольких программах DARPA, направленных на электрические силовые установки самолетов, использовались машины BLDC с травленым медным статором , хотя при разработке / выборе такой машины весьма вероятно оптимизация как удельной мощности, так и эффективности.
Помимо обобщений, ответ полностью зависит от конструкции двигателя. Я видел трехфазные двигатели BLDC для промышленного применения, которые столь же тяжелы, как и сопоставимые асинхронные двигатели — активные материалы составляют часть общей массы, в которой преобладают литой корпус, подшипники консервативного размера и экологические уплотнения.
пользователь52265