Home > Sur le moteur PM > Comparaison des similitudes et des différences entre les moteurs synchrones à aimant permanent et les moteurs synchrones à réluctance

Comparaison des similitudes et des différences entre les moteurs synchrones à aimant permanent et les moteurs synchrones à réluctance

2024-03-07 11:50:06

By

    Partager sur:

Dans la technologie automobile moderne, moteurs synchrones à aimants permanents (PMSM) et les moteurs à réluctance synchrone (SynRM) jouent tous deux un rôle important. Bien qu'ils appartiennent tous deux à la catégorie des moteurs, ils présentent des différences évidentes en termes de conception structurelle, de principe de fonctionnement, de performances et de domaines d'application.

 

Conception de la structure et sélection des matériaux

Moteur synchrone à aimant permanent :

Le rotor d'un PMSM est généralement constitué de matériaux à aimants permanents de terres rares hautes performances, tels que le néodyme-fer-bore (NdFeB) ou le samarium-cobalt (SmCo), qui fournissent un champ magnétique puissant sans avoir besoin d'une puissance d'excitation externe. . Le stator se compose d'un noyau de fer et d'enroulements dans lesquels un courant alternatif triphasé est transmis pour générer un champ magnétique rotatif. La structure du rotor d'un PMSM est généralement simple, petite et légère.

Moteur à réluctance synchrone :

Les SynRM ont une conception de rotor unique, généralement dans une configuration non empilée pour minimiser les pertes par courants de Foucault. Il n'y a pas d'aimants permanents sur le rotor ; au lieu de cela, les caractéristiques de réluctance élevée des tôles d'acier au silicium sont utilisées pour générer un couple. La structure du stator est similaire à celle d'un PMSM, composé d'un noyau et d'enroulements en fer. la structure du rotor SynRM est relativement complexe, mais moins coûteuse à fabriquer.

Applications des moteurs synchrones à aimants permanents.

Principe de fonctionnement et mécanisme de fonctionnement

Moteur synchrone à aimant permanent :

Le principe de fonctionnement d'un PMSM est basé sur l'interaction du champ magnétique. Lorsque les enroulements du stator sont alimentés, le champ magnétique tournant résultant interagit avec le champ magnétique des aimants permanents sur le rotor, obligeant le rotor à suivre la rotation du champ magnétique tournant. La vitesse de rotation et le couple d'un PMSM peuvent être ajustés avec précision. en contrôlant la fréquence, la phase et l'amplitude du courant statorique.

Moteur à réluctance synchrone :

Le principe de fonctionnement du SynRM est basé sur le principe de minimisation des réticences. Lorsque les enroulements du stator sont alimentés, le champ magnétique tournant résultant produit un changement de réluctance dans le rotor. Le rotor ajuste automatiquement sa position pour minimiser la réluctance, obtenant ainsi une rotation synchrone avec le champ magnétique tournant. La génération de couple du SynRM dépend principalement du changement de réluctance dans le rotor, de sorte que ses caractéristiques de couple sont différentes de celles d'un PMSM.

 

Caractéristiques de performance et analyse des avantages et des inconvénients

Efficacité et consommation d'énergie

Les PMSM ont un rendement élevé et une faible consommation d'énergie grâce à l'utilisation d'aimants permanents comme source de champ magnétique. À des vitesses élevées et dans des conditions de charge nominale, les PMSM sont généralement plus efficaces. SynRM, en revanche, nécessite un courant supplémentaire pour générer le champ magnétique et est donc légèrement moins efficace que le PMSM ; cependant, SynRM peut être plus efficace dans des conditions de charge partielle car il peut optimiser les performances en ajustant le niveau actuel.

Performance de régulation et réponse dynamique

Les PMSM ont une large plage de vitesse et de bonnes performances de contrôle de vitesse, permettant un contrôle précis de la vitesse en faisant varier la fréquence, la phase et l'amplitude du courant statorique. De plus, le PMSM a une réponse dynamique rapide et peut réagir rapidement aux changements de charge. En revanche, la plage de vitesse et la réponse dynamique du SynRM peuvent être légèrement inférieures à celles du PMSM, mais elles nécessitent moins de stratégie de contrôle, ce qui rend la conception du système de contrôle relativement simple.

Performance thermique et fiabilité

Le PMSM utilise un matériau d'aimant permanent de terres rares, qui présente une relativement bonne résistance aux températures élevées, mais il peut y avoir un risque de démagnétisation des aimants permanents dans des environnements à haute température. De plus, la structure du rotor du PMSM est simple, ce qui le rend plus fiable. En revanche, la structure du rotor du SynRM est plus complexe, mais elle présente une stabilité thermique élevée et une faible élévation de température, ce qui lui permet de maintenir de bonnes performances dans des environnements à haute température. De plus, le coût des matériaux du rotor du SynRM est faible, ce qui le rend relativement peu coûteux à fabriquer.

Domaines d'application

Les PMSM sont largement utilisés dans des domaines haut de gamme tels que les véhicules électriques, la production d'énergie éolienne et les machines-outils en raison de leur rendement élevé, de leurs performances de régulation à grande vitesse et de leur réponse dynamique rapide. SynRM, en revanche, est plus souvent utilisé dans des domaines sensibles aux coûts tels que les appareils électroménagers et les équipements industriels. De plus, SynRM présente également une stabilité thermique élevée et une faible élévation de température, ce qui lui permet de maintenir de bonnes performances dans des environnements à haute température. Il est donc également utilisé dans certaines applications spéciales, telles que l'aérospatiale, le forage pétrolier et d'autres domaines.

Détails des moteurs synchrones à aimants permanents.

Conclusion

Les moteurs synchrones à aimant permanent et les moteurs à réluctance synchrone diffèrent considérablement en termes de conception structurelle, de principe de fonctionnement, de performances et de domaines d'application, etc. Les moteurs synchrones à aimant permanent dominent le domaine haut de gamme avec leur rendement élevé, leurs performances de régulation de vitesse élevée et leur réponse dynamique rapide. , tandis que les moteurs à réluctance synchrone sont largement utilisés dans les domaines sensibles aux coûts grâce à leur faible coût, leur stabilité thermique élevée et leur structure simple. Lors du choix d'un type de moteur, divers facteurs doivent être pris en compte en fonction des exigences et des scénarios d'application spécifiques afin de sélectionner le type de moteur le plus approprié. À mesure que la technologie continue de progresser et que les domaines d’application continuent de s’étendre, les deux types de moteurs joueront un rôle plus important dans leurs domaines respectifs.

PRODUIT CONNEXE