Motor listrik magnet permanen PMAC

Motor listrik magnet permanen PMAC

Motor listrik dari Ducati MotoE
Motor listrik dari Ducati MotoE (Foto: Ducati)

Struktur klasik motor listrik magnet permanen sangat sederhana dan terdiri dari komponen dalam jumlah terbatas, jauh lebih sedikit daripada yang dibutuhkan untuk mesin pembakaran internal.
Motor listrik magnet permanen terutama terdiri dari:

  • Stator: bagian tetap yang berisi gulungan tembaga yang menghasilkan medan magnet untuk membuat rotor berputar
  • Rotor: Bagian yang berputar di mana poros output motor adalah bagiannya
  • Bantalan: Mendukung rotor
  • Terminal listrik: ini adalah konektor yang menghubungkan stator ke kabel daya listrik
Komponen utama motor listrik untuk kendaraan listrik (Sumber: Audi)
Komponen utama motor listrik EV (Sumber: Pusat Media Audi)

Aspek penting dari semua jenis motor listrik adalah kelembamannya yang rendah jika dibandingkan dengan mesin pembakaran dalam. Yang terakhir memiliki banyak sistem rotasi: poros engkol, roda gila, roda gigi girboks, dan sebagainya. Di motor listrik, di sisi lain, satu-satunya bagian yang berputar adalah rotor dan kelembamannya hampir nol dibandingkan dengan mesin panas. Oleh karena itu, sepeda motor listrik jauh lebih mudah ditangani daripada sepeda motor dengan mesin pembakaran internal dengan bobot yang sama.
Seperti yang kami katakan di halaman utama motor listrik, kriteria utama untuk membaginya adalah arus pasokan: Motor DC (Arus Langsung) ditenagai oleh arus searah sedangkan motor AC (Alternating Current) ditenagai oleh arus bolak-balik.

Motor listrik PMAC Lightfighter
Motor listrik PMAC dari Lightfighter (foto: petarung ringan)

Motor DC adalah yang pertama ditemukan, harganya murah dan mudah dikendalikan tetapi keausannya tinggi dan kepadatan dayanya rendah. Motor AC lebih sulit untuk dibuat dan dikendalikan, tetapi lebih ringan dan mampu mencapai efisiensi yang sangat tinggi (>97%) dan kerapatan torsi yang tinggi. Pada torsi yang sama, motor AC beratnya sekitar setengah dari motor DC dan memiliki inersia 30 sampai 40 kali lebih sedikit.
Di bidang otomotif dan sepeda motor, motor listrik yang paling banyak digunakan adalah AC sinkron; kemungkinan versi diklasifikasikan menjadi:

  • R-SM – motor sinkron keengganan
  • PMAR-SM – motor sinkron keengganan berbantuan magnet permanen
  • SPM-SM – motor sinkron magnet permanen permukaan
  • IPM-SM – motor sinkron magnet permanen bagian dalam
  • WR-SM – motor sinkron rotor luka (motor sinkron tiang menonjol)
Diagram jenis utama motor listrik untuk kendaraan listrik
Diagram jenis utama motor listrik untuk EV

Motor AC sinkron PMAC (Motor Magnet Permanen) dengan magnet permanen saat ini merupakan jenis yang paling banyak digunakan karena efisiensi dan keandalannya yang tinggi, baik dalam versi magnet permukaan (SPM-SM) dan magnet internal (IPM-SM).

Motor Listrik Magnet Permanen Permukaan (SPM-SM)

Motor magnet permukaan (SPM-SM) dicirikan oleh rotor yang terdiri dari sebungkus bilah bahan feromagnetik dan serangkaian pasang magnet permanen yang dipasang di permukaan luar rotor. Produksi torsi terutama bergantung pada tiga faktor; semakin tinggi mereka, semakin tinggi torsi yang mampu dihasilkan mesin.
Faktor-faktor tersebut adalah:

  • Kemampuan menghasilkan fluks magnet pada stator (Stator Inductance)
  • Fluks magnet magnet permanen
  • Arus listrik mengalir pada stator

Setelah mesin dibuat, dua parameter pertama diperbaiki, sedangkan yang terakhir adalah yang dapat kita ubah saat kita meminta lebih banyak atau lebih sedikit torsi dari mesin kita dengan memutar pedal gas. Aspek positif dari mesin ini adalah mudah digunakan dan dikendalikan, tetapi memiliki dua kelemahan utama:

  • Pada kecepatan tinggi, gaya sentrifugal cenderung melepaskan magnet dari permukaan rotor
  • Bagian dari fluks magnet tidak digunakan untuk menghasilkan torsi penggerak

Motor listrik magnet permanen internal (IPM-SM)

Untuk mempertahankan nilai kerapatan torsi tinggi tanpa masalah SPM, motor magnet permanen internal (IPM) telah dikembangkan. Magnet permanen dimasukkan ke dalam rongga khusus di dalam rotor yang menjaga posisinya bahkan untuk nilai gaya sentrifugal yang tinggi. Fitur konstruktif ini membuat motor IPM cocok untuk kecepatan putaran yang lebih tinggi daripada SPM. Pada gambar kita bisa melihat beberapa diagram mesin IPM.

Jenis magnet permanen untuk motor listrik untuk EV
Jenis susunan magnet permanen internal untuk motor listrik (bagian berwarna merah)

Motor magnet internal adalah teknologi terkini yang optimalisasinya masih akan dikembangkan; jenis dan konfigurasi magnet baru melihat cahaya terus menerus. Di bidang balap, mesin IPM-SM mewakili keadaan tercanggih. Dibandingkan dengan model lain, model dengan magnet internal memiliki efisiensi lebih tinggi, bobot lebih ringan, dan tenaga serta kerapatan torsi lebih tinggi.

Magnet yang paling umum digunakan pada motor listrik

Jenis magnet permanen yang paling umum adalah:
magnet NdFeB: Magnet Neodymium Sinter (dikenal sebagai NdFeB) adalah jenis magnet tanah jarang yang paling umum. Terdiri dari paduan Neodymium, Besi dan Boron, magnet ini memiliki karakteristik magnet tertinggi yang saat ini tersedia di pasaran
magnet SmCo: Sintered Samarium-Cobalt magnets (dikenal sebagai SmCo) berasal dari awal XNUMX-an dan merupakan contoh pertama dari magnet tanah jarang. Terdiri dari paduan Samarium dan Cobalt, mereka umumnya kurang kuat dibandingkan magnet Neodymium. Mereka memiliki dua keunggulan penting: perilaku termal yang sangat baik dan ketahanan yang tinggi terhadap korosi
Magnet ferit: Magnet ferit adalah senyawa keramik feromagnetik non-konduktif yang berasal dari oksida besi dan oksida logam lainnya seperti barium dan strontium. Studi pertama tentang materi ini dimulai pada tahun 40-an, tetapi penggunaan praktisnya baru dimulai pada awal 50-an.

Namun, motor PMAC memiliki kelemahan terkait dengan ketersediaan tanah jarang untuk membuat magnet permanen. Alternatif mereka adalah motor keengganan sinkron (SynRM). Solusi ini dicirikan tidak hanya dengan tidak adanya magnet permanen dan dengan efisiensi energinya yang tinggi, tetapi juga dengan keandalannya dan persyaratan perawatan yang rendah.

Akan diperbarui pada MotoE Kejuaraan Dunia, berlangganan siaran Whatsapp Epaddock dan terima semua berita kami secara gratis di ponsel Anda secara real time: cari tahu caranya di sini.