ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การประยุกต์ใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (PM) ในยานยนต์ไฟฟ้าได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว นี่เป็นสาเหตุหลักเนื่องจาก PMSM สามารถบรรลุความเร็วที่สูงกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับทั่วไป อย่างไรก็ตาม การทำงานด้วยความเร็วสูงของ PMSM ทำให้เกิดความท้าทายมากขึ้นในการออกแบบแม่เหล็กไฟฟ้า การจัดการความร้อน และโครงสร้างทางกล เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและความหนาแน่นของพลังงานของ PMSMs จึงได้มีการพัฒนาเทคนิคต่างๆ มากมาย สิ่งเหล่านี้รวมถึงการเพิ่มประสิทธิภาพการสูญเสียแกนเหล็ก การปรับปรุงความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็กและส่วนประกอบฮาร์มอนิกของตำแหน่งต่างๆ ในแกนเหล็ก ลดการใช้ทองแดงโดยการใช้โครงสร้างขดลวดแบบ Toroidal และลดจำนวนรอบในการพันปลาย
ความท้าทายที่สำคัญที่สุดในการพัฒนา PMSM ความเร็วสูงคือการลดการสูญเสียแกนเหล็กของโรเตอร์ เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงมีการนำเสนอมาตรการต่างๆ เช่น การปรับความกว้างของช่องสเตเตอร์ การปรับความพอดีของขั้ว-ช่อง การใช้ช่องเอียงและลิ่มช่องแม่เหล็กได้รับการเสนอ [1] อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้ทำได้เพียงลดการสูญเสียกระแสวนในโรเตอร์ แต่ไม่สามารถลดลงได้ทั้งหมด นอกจากนี้ยังต้องการระบบควบคุมที่ซับซ้อนและมีราคาแพง
ประเด็นสำคัญอีกประการหนึ่งคือการปรับปรุงความเสถียรของ PMSM ที่ความเร็วสูง เพื่อจุดประสงค์นี้ การใช้ตลับลูกปืนแบบไม่สัมผัสจึงเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพ ในบรรดาเหล่านี้ ตลับลูกปืนอากาศและตลับลูกปืนแม่เหล็กลอยมีแนวโน้มดีที่สุด เมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนเม็ดกลมแล้ว ตลับลูกปืนแบบไม่สัมผัสเหล่านี้สามารถรองรับโรเตอร์ที่มีมวลน้อยกว่ามาก และสามารถทำงานได้ภายใต้ความเร็วสูงกว่า อย่างไรก็ตามค่าใช้จ่ายของพวกเขายังคงห้ามปราม
เพื่อลดการสูญเสียเหล็กของโรเตอร์จาก PMSM มากขึ้น จำเป็นต้องปรับพารามิเตอร์การติดตั้งของแม่เหล็กถาวรให้เหมาะสมที่สุด สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการใช้วิธีการใหม่ในการวิเคราะห์และปรับการกระจายกระแสวนของวงจรแม่เหล็กให้เหมาะสม วิธีนี้ใช้การผสมผสานระหว่างโมเดลไฟไนต์เอลิเมนต์และโมเดลฟิสิคัลแบบง่าย แบบจำลองผลลัพธ์นี้เหมาะสำหรับการคำนวณฟิลด์อุณหภูมิของ HSPMM ชนิด V สองชั้นภายใต้เงื่อนไขที่หลากหลาย
ตรงกันข้ามกับงานวิจัยก่อนหน้านี้ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การเปลี่ยนโครงสร้างโรเตอร์และสเตเตอร์หรือโหมดทำความเย็นเพื่อลดอุณหภูมิในการทำงานของ HSPMM วิธีนี้ไม่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างใดๆ นอกจากนี้ยังมุ่งเน้นไปที่การลดการสูญเสียทองแดงและเหล็กโดยการปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์การติดตั้งของแม่เหล็กถาวร ยิ่งไปกว่านั้น ผลลัพธ์ของวิธีนี้ได้รับการยืนยันโดยการเปรียบเทียบแบบจำลองแม่เหล็กไฟฟ้าของ HSPMM กับแบบจำลองของ ETCM ดังแสดงในรูป 7 ความแม่นยำของการบรรจบกันระหว่าง FEA และ MEC นั้นสูงกว่า 0.95 ซึ่งหมายความว่าวิธีนี้สามารถประหยัดเวลาได้มากในกระบวนการคำนวณแม่เหล็กไฟฟ้าของ HSPMM นอกจากนี้ ความแม่นยำแบบบรรจบยังได้รับการตรวจสอบด้วยผลการทดลองของโมเดลทดสอบ ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าวิธี ETCM และวิธีการปรับฟิลด์อุณหภูมิให้เหมาะสมที่เสนอในบทความนี้มีความน่าเชื่อถือและมีประสิทธิภาพ
ผู้ผลิตแม่เหล็กโบรอนเหล็กนีโอดิเมียม
