มอเตอร์ PMSM: ตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการขับขี่รถยนต์ไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ

I. บทนำ

ด้วยการมุ่งเน้นระดับโลกในเรื่องความเป็นกลางของคาร์บอนและการยกระดับอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้า (EV) อย่างรวดเร็ว ความต้องการมอเตอร์ขับเคลื่อนประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพสูงจึงเข้มงวดมากขึ้น ในฐานะองค์ประกอบหลักที่กำหนดช่วง EV ประสิทธิภาพกำลัง และความน่าเชื่อถือ มอเตอร์ PMSM ค่อยๆ กลายเป็นโครงร่างหลักของยานพาหนะพลังงานใหม่ โดยแทนที่มอเตอร์แบบเดิมในรุ่นระดับไฮเอนด์และตลาดมวลชนจำนวนมาก

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1970 การพัฒนาวัสดุแม่เหล็กถาวรชนิดแรร์เอิร์ธได้ผลักดันให้มีการอัพเกรดมอเตอร์แม่เหล็กถาวร โดยอาศัยสนามแม่เหล็กเสถียรที่เกิดจากแม่เหล็กถาวรมอเตอร์ pmsm สำหรับ EVได้ก้าวข้ามจุดคอขวดด้านประสิทธิภาพของมอเตอร์ตื่นเต้นด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิม ซึ่งแสดงให้เห็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการประหยัดพลังงาน การย่อขนาด และการควบคุมที่แม่นยำ บทความนี้จะวิเคราะห์คุณลักษณะทางเทคนิค ข้อดีหลัก และคุณค่าเชิงปฏิบัติของมอเตอร์ PMSM อย่างลึกซึ้ง และอภิปรายการแนวโน้มการพัฒนาในสาขา EV

ครั้งที่สอง รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับมอเตอร์ PMSM และบทบาทในยานพาหนะไฟฟ้า

มอเตอร์ PMSM คือมอเตอร์กระแสสลับที่ใช้แม่เหล็กถาวรเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กของโรเตอร์ ทำให้เกิดการทำงานแบบซิงโครนัสระหว่างโรเตอร์กับสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนสเตเตอร์โดยไม่มีวงแหวนสลิป แปรง หรือขดลวดกระตุ้นของโรเตอร์ ต่างจากมอเตอร์แบบเดิมตรงที่สนามแม่เหล็กได้มาจากวัสดุแม่เหล็กถาวรที่หายาก (เช่น นีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน Nd2Fe14B) ซึ่งมีคุณสมบัติทางแม่เหล็กที่ดีเยี่ยม เช่น การบังคับบังคับสูง แรงแม่เหล็กตกค้าง และผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็ก

ในยานยนต์ไฟฟ้านั้นมอเตอร์พีเอสเอ็มfor ev ทำหน้าที่หลักในการแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการตอบสนองแบบไดนามิก การใช้พลังงาน และประสบการณ์การขับขี่ของรถยนต์

ด้วยความเป็นผู้ใหญ่ของการควบคุมเวกเตอร์ การควบคุมแรงบิดโดยตรง l และเทคโนโลยีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง มอเตอร์ PMSM ได้แก้ไขปัญหาในอดีตของการสตาร์ทเครื่องที่ยากลำบากและการควบคุมที่ซับซ้อน และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ยานพาหนะเพื่อการพาณิชย์ และยานพาหนะพิเศษพลังงานใหม่ ตั้งแต่รถยนต์ไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงที่ให้อัตราเร่งที่รวดเร็วไปจนถึงรถยนต์ครอบครัวที่เน้นการขับขี่ระยะไกล มอเตอร์ PMSM สามารถปรับแต่งและปรับเปลี่ยนได้เพื่อตอบสนองความต้องการในการวางตำแหน่งผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย

จากมุมมองของประวัติศาสตร์การพัฒนา มอเตอร์ตัวแรกของโลกคือมอเตอร์แม่เหล็กถาวร แต่ครั้งหนึ่งมันถูกแทนที่ด้วยมอเตอร์ที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้า เนื่องจากประสิทธิภาพที่ล้าหลังของวัสดุแม่เหล็กถาวร จนกระทั่งการเกิดขึ้นของวัสดุหายาก NdFeB ในทศวรรษ 1970 มอเตอร์ PMSM กลับมามีชีวิตชีวาอีกครั้งและเคลื่อนไปสู่ทิศทางที่มีกำลังสูง ประสิทธิภาพสูง และการย่อขนาด ปัจจุบัน องค์กรชั้นนำทั้งในและต่างประเทศประสบความสำเร็จในการพัฒนาเทคโนโลยี PMSM กำลังสูง ซึ่งวางรากฐานที่มั่นคงสำหรับการแพร่หลายในอุตสาหกรรม EV

III. หลักการทำงานและคุณสมบัติทางเทคนิคของมอเตอร์ PMSM

3.1 หลักการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กถาวรกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

หลักการทำงานหลักของมอเตอร์ PMSM ขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและผลการกระตุ้นร่วมกันระหว่างแม่เหล็กถาวรและกระแสสลับ โรเตอร์มีแม่เหล็กถาวรชนิดแรร์เอิร์ธซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กคงที่หลังจากการทำให้เป็นแม่เหล็ก ขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อกับกระแสสลับสามเฟสเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กหมุนด้วยความเร็วและแอมพลิจูดที่ปรับได้

ภายใต้การกระทำของแรงแม่เหล็กไฟฟ้า โรเตอร์จะถูก "ล็อค" ด้วยสนามแม่เหล็กที่กำลังหมุนของสเตเตอร์และทำงานพร้อมกัน โดยมีความเร็วในการหมุนเท่ากับความเร็วซิงโครนัส (ไม่มีการสูญเสียการสลิป) ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานโดยพื้นฐาน

3.2 กระบวนการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ

เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ที่กระตุ้นด้วยไฟฟ้าแบบดั้งเดิม มอเตอร์ pmsm สำหรับ ev ช่วยลดการสูญเสียจากการกระตุ้นของขดลวดโรเตอร์ และการสูญเสียทางกลของแปรงและแหวนสลิป และกระแสไฟฟ้าของสเตเตอร์เพียงต้องการจ่ายกระแสแรงบิดเท่านั้น จึงช่วยลดการสูญเสียทองแดงและการสูญเสียธาตุเหล็กได้อย่างมาก ในกระบวนการแปลงพลังงาน สนามแม่เหล็กของแม่เหล็กถาวรจะเสถียรและเชื่อถือได้ และการสูญเสียพลังงานจะถูกควบคุมที่ระดับต่ำ แม้ภายใต้สภาวะการทำงานบางส่วนหรือที่ความเร็วต่ำ แต่ก็สามารถรักษาประสิทธิภาพสูง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการขยายขอบเขตของยานพาหนะไฟฟ้า

3.3 ความเร็วที่แม่นยำและการควบคุมแรงบิด

การควบคุมมอเตอร์ PMSM ที่แม่นยำอาศัยอัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังประสิทธิภาพสูง การควบคุมเวกเตอร์ (FOC) แก้ปัญหาการควบคุมความเร็วมอเตอร์ AC จากหลักการ ทำให้การควบคุมความเร็วราบรื่นในช่วงกว้างและตอบสนองแรงบิดที่รวดเร็ว การควบคุมแรงบิดโดยตรง (DTC) ทำให้โครงสร้างการควบคุมง่ายขึ้น พร้อมความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์และการตอบสนองไดนามิกที่รวดเร็ว

สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า หมายความว่ามอเตอร์สามารถส่งแรงบิดขนาดใหญ่ได้ทันทีในระหว่างการสตาร์ทและการเร่งความเร็ว และรักษาการทำงานที่เสถียรระหว่างการขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูง ขณะเดียวกันก็บรรลุการจับคู่ที่แม่นยำระหว่างความเร็วและแรงบิดตามสภาพการขับขี่ ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

นอกจากนี้ การประยุกต์ใช้โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังได้ปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุมและความเร็วการตอบสนองของมอเตอร์ PMSM ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก ตัวแปลงความถี่ทั่วไปสามารถแปลงกำลังความถี่กำลังเป็นกำลังความถี่แปรผัน แก้ปัญหาการเริ่มต้นของมอเตอร์ซิงโครนัส และให้การรับประกันทางเทคนิคที่เชื่อถือได้สำหรับการใช้งานมอเตอร์ pmsm สำหรับ ev

IV. ข้อดีของมอเตอร์ PMSM เพื่อการขับขี่อย่างมีประสิทธิภาพในยานพาหนะไฟฟ้า

4.1 เพิ่มช่วงด้วยประสิทธิภาพสูง

ประสิทธิภาพการโหลดเต็มของมอเตอร์ PMSM สามารถเข้าถึง 94%-97% ซึ่งสูงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบดั้งเดิม 3-5 เปอร์เซ็นต์ ที่สำคัญกว่านั้น สามารถรักษาประสิทธิภาพสูงภายใต้สภาวะโหลดบางส่วน ซึ่งคำนึงถึงสถานการณ์การขับขี่รถยนต์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ในแต่ละวัน

สำหรับ EV ที่มีความจุของแบตเตอรี่จำกัด ประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่สูงขึ้นจะแปลเป็นช่วงที่ยาวขึ้นโดยตรง ภายใต้การกำหนดค่าแบตเตอรี่เดียวกัน ยานพาหนะที่ติดตั้งมอเตอร์ pmsm สำหรับ ev สามารถเพิ่มระยะได้ 10%-15% ซึ่งช่วยลดความวิตกกังวลของผู้ใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

4.2 เสริมสมรรถนะกำลังด้วยความหนาแน่นของแรงบิดสูง

เนื่องจากการกำจัดขดลวดกระตุ้นของโรเตอร์และการนำแม่เหล็กถาวรหายากที่มีประสิทธิภาพสูงมาใช้ มอเตอร์ PMSM จึงมีลักษณะของโครงสร้างที่กะทัดรัด ขนาดเล็ก และน้ำหนักเบา ภายใต้ปริมาตรและน้ำหนักที่เท่ากัน ความหนาแน่นของแรงบิดจะสูงกว่ามอเตอร์แบบอะซิงโครนัส 20%-30% ซึ่งสามารถให้กำลังเอาท์พุตที่แข็งแกร่งกว่า

สำหรับยานยนต์ไฟฟ้า หมายความว่าสามารถจัดวางมอเตอร์ได้อย่างยืดหยุ่นมากขึ้น และในขณะเดียวกันก็สามารถสร้างแรงบิดขนาดใหญ่ที่ความเร็วต่ำ ทำให้มีอัตราเร่งที่รวดเร็วและประสิทธิภาพการไต่เขาที่แข็งแกร่ง เพิ่มความเพลิดเพลินในการขับขี่

4.3 ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายด้วยช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง

ด้วยการสนับสนุนของเทคโนโลยีการควบคุมเวกเตอร์และเทคโนโลยีการขยายความเร็วแม่เหล็กที่อ่อนแอ มอเตอร์ pmsm สำหรับ ev มีช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง—ความเร็วต่ำ แรงบิดขนาดใหญ่ และความเร็วสูง และพลังงานคงที่สามารถเปลี่ยนได้อย่างราบรื่น ช่วยให้ยานพาหนะไฟฟ้าสามารถปรับตัวเข้ากับสภาพการขับขี่ที่ซับซ้อน โดยสามารถส่งแรงบิดขนาดใหญ่ได้อย่างเสถียรเมื่อออกตัวและไต่ระดับ และรักษาประสิทธิภาพและความเสถียรสูงเมื่อขับขี่ด้วยความเร็วสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์ PMSM ในตัว มีความสามารถในการขยายความเร็วแม่เหล็กระดับต่ำที่ยอดเยี่ยม ซึ่งสามารถขยายช่วงการทำงานที่ความเร็วสูงได้อีก และตอบสนองความต้องการด้านความเร็วที่หลากหลายของยานพาหนะไฟฟ้า

4.4 สร้างความมั่นใจในการขับขี่อย่างปลอดภัยด้วยความน่าเชื่อถือสูง

มอเตอร์ PMSM ใช้โครงสร้างแบบไร้แปรงถ่าน ช่วยลดความเสี่ยงในการสึกหรอและความล้มเหลวของแปรงและแหวนสลิป และอายุการใช้งานของมอเตอร์ก็ยาวนานกว่า 15 ปี (ตรงกับอายุการใช้งานของยานพาหนะไฟฟ้า) ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากการปรับโครงสร้างให้ง่ายขึ้น อัตราความล้มเหลวจึงต่ำกว่ามอเตอร์แบบเดิมอย่างมาก

ในกระบวนการออกแบบ ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพค่าสัมประสิทธิ์ส่วนโค้งของเสา ความกว้างของช่อง และการใช้ช่องที่เอียงและมาตรการอื่นๆ แรงบิดของฟันเฟืองจะลดลง การสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนระหว่างการทำงานของมอเตอร์จะลดลง และปรับปรุงความสะดวกสบายและความปลอดภัยในการขับขี่ นอกจากนี้ เทคโนโลยีการจัดการความร้อนแบบสมบูรณ์สามารถป้องกันการล้างอำนาจแม่เหล็กถาวรที่เกิดจากอุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานจะมีเสถียรภาพภายใต้สภาวะการทำงานที่รุนแรง

V. กรณีการใช้งานจริงของมอเตอร์ PMSM ในยานพาหนะไฟฟ้า

มอเตอร์ pmsm สำหรับ ev ทั่วโลกกลายเป็นมอเตอร์ขับเคลื่อนยอดนิยมสำหรับผู้ผลิตรถยนต์กระแสหลัก ตัวอย่างเช่น Tesla Model 3/Y ใช้มอเตอร์ซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรภายใน ซึ่งให้ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพสูง โดยประสิทธิภาพของมอเตอร์สูงถึง 97% ภายใต้สภาวะการทำงานที่เหมาะสมที่สุด และเวลาเร่งความเร็ว 0-100 กม./ชม. ต่ำเพียง 3.3 วินาที BYD ซึ่งเป็นผู้ผลิตรถยนต์ในประเทศได้พัฒนามอเตอร์แบบเบลดซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในรุ่นต่างๆ เช่น Han และ Tang

ใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรนีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน และปรับการออกแบบวงจรแม่เหล็กให้เหมาะสม โดยมีความหนาแน่นของแรงบิดมากกว่า 40N·m/kg และมีประสิทธิภาพสูงสุด 98.5%

ในด้านยานยนต์เพื่อการพาณิชย์ รถบัสไฟฟ้าของ SAIC Maxus และรถบรรทุกไฟฟ้าของ Foton ยังติดตั้งมอเตอร์ PMSM ที่ปรับแต่งได้ ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานของการสตาร์ท-ดับเครื่องบ่อยครั้งและภาระหนักได้ นอกจากนี้ การใช้พลังงานต่อ 100 กิโลเมตรยังต่ำกว่ารถยนต์ที่ติดตั้งมอเตอร์แบบอะซิงโครนัส 15%-20%

ในระดับสากล BMW iX3 และ Mercedes-Benz EQC ยังใช้มอเตอร์ PMSM เป็นส่วนประกอบขับเคลื่อนหลัก โดยอาศัยความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพสูงเพื่อเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในตลาดของผลิตภัณฑ์

ในแง่ของการสนับสนุนทางอุตสาหกรรม บริษัทยานยนต์ชั้นนำ เช่น Siemens และ ABB ได้สร้างความก้าวหน้าที่สำคัญในมอเตอร์ pmsm สำหรับเทคโนโลยี ev Siemens พัฒนามอเตอร์ PMSM หกเฟสขนาด 1,095kW ในช่วงต้นปี 1986 ซึ่งใช้สำหรับการขับเคลื่อนเรือ โดยมีปริมาตรลดลงเกือบ 60% เมื่อเทียบกับมอเตอร์กระแสตรงแบบดั้งเดิม มอเตอร์ PMSM ของ ABB สำหรับการขับเคลื่อนเรือมีกำลังการผลิตติดตั้งสูงสุดที่ 38MW ซึ่งวางรากฐานทางเทคนิคสำหรับการใช้งานมอเตอร์ PMSM ในสถานการณ์ที่มีกำลังสูง

ในประเทศจีน CRRC Zhuzhou ได้พัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพลังงานลมแม่เหล็กถาวรความเร็วสูง 3MW และเทคโนโลยีได้ถูกถ่ายโอนไปยังสนาม EV เพื่อส่งเสริมการอัปเกรดมอเตอร์ PMSM ในประเทศ

วี. การเปรียบเทียบมอเตอร์ PMSM กับมอเตอร์ขับเคลื่อนอื่น ๆ

6.1 การเปรียบเทียบกับมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบอะซิงโครนัส (IM) มีข้อดีคือ ราคาถูก โครงสร้างเรียบง่าย และความทนทานสูง และครั้งหนึ่งเคยใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้ายุคแรกๆ อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ PMSM ข้อเสียของมันชัดเจน: ประสิทธิภาพการโหลดเต็มเพียง 90%-93% และประสิทธิภาพลดลงอย่างมากภายใต้โหลดบางส่วน ความหนาแน่นของแรงบิดต่ำ ส่งผลให้มีปริมาตรและน้ำหนักมากขึ้น ความแม่นยำในการควบคุมความเร็วถูกจำกัดด้วยการสลิป และการตอบสนองแบบไดนามิกนั้นช้า

สำหรับยานพาหนะไฟฟ้าที่แสวงหาช่วงและประสิทธิภาพ มอเตอร์ pmsm สำหรับ ev กลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะกว่า ในขณะที่มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะคงอยู่ในรุ่นราคาประหยัดหรือยานพาหนะพิเศษกำลังสูงจำนวนไม่มากเท่านั้น

6.2 การเปรียบเทียบกับมอเตอร์รีลัคแตนซ์แบบสวิตช์

Switched Reluctance Motors (SRM) มีข้อดีคือมีโครงสร้างที่เรียบง่าย ต้นทุนต่ำ และไม่มีความเสี่ยงจากการล้างอำนาจแม่เหล็ก อย่างไรก็ตาม มีข้อบกพร่องที่เห็นได้ชัดเจน เช่น แรงบิดกระเพื่อมขนาดใหญ่ เสียงรบกวนสูง และมีประสิทธิภาพต่ำ ซึ่งจำกัดการใช้งานในรถยนต์นั่งส่วนบุคคล มอเตอร์ PMSM มีความนุ่มนวลกว่า ลดเสียงรบกวน และมีประสิทธิภาพสูงกว่า ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการด้านความสะดวกสบายของรถยนต์ไฟฟ้าได้ดีกว่า

นอกจากนี้ ความแม่นยำในการควบคุมและการตอบสนองแบบไดนามิกของมอเตอร์ PMSM นั้นเหนือกว่า SRM มาก ทำให้เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ต้องการประสิทธิภาพการขับขี่สูงมากขึ้น ดังนั้น SRM จึงถูกนำมาใช้ในยานพาหนะไฟฟ้าระดับล่างและอุปกรณ์พิเศษจำนวนไม่มากเท่านั้น ในขณะที่มอเตอร์ PMSM ครองตลาด EV หลัก

ปกเกล้าเจ้าอยู่หัว แนวโน้มการพัฒนาและความท้าทายของมอเตอร์ PMSM

7.1 แนวโน้มการพัฒนา

การพัฒนามอเตอร์ PMSM ในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่สองทิศทาง: ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง ในแง่ของต้นทุนที่ต่ำ การวิจัยและการประยุกต์ใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรที่ไม่หายากและวัสดุแม่เหล็กถาวรที่รีไซเคิลจะลดการพึ่งพานีโอดิเมียม-เหล็ก-โบรอน และการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตและการออกแบบจะช่วยลดต้นทุนการผลิตต่อไป

ในแง่ของประสิทธิภาพสูง มอเตอร์ pmsm สำหรับ ev จะพัฒนาไปสู่ความเร็วสูง แรงบิดขนาดใหญ่ และความชาญฉลาด โดยการใช้อุปกรณ์กำลังซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และอัลกอริธึมการควบคุมขั้นสูง (เช่น การควบคุมโหมดเลื่อน การควบคุมแบบปรับเปลี่ยนได้) ประสิทธิภาพและความเร็วในการตอบสนองจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น และการบูรณาการเข้ากับระบบอัจฉริยะที่ติดตั้งในยานพาหนะจะได้รับการตระหนักรู้ถึงการปรับเปลี่ยนแบบปรับตัวตามพฤติกรรมการขับขี่

นอกจากนี้การผสมผสานระหว่างเทคโนโลยีการจำลองและเทคโนโลยีการออกแบบจะกลายเป็นทิศทางการพัฒนาที่สำคัญ ซอฟต์แวร์การวิเคราะห์ไฟไนต์เอลิเมนต์สามารถคำนวณพารามิเตอร์ของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำ เช่น การกระจายสนามแม่เหล็กและแรงบิดของฟันเฟือง และวิธีการรวมวงจรสนาม-วงจรสามารถสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและความแม่นยำในการคำนวณ ส่งผลให้วงจรการพัฒนาของมอเตอร์ PMSM สั้นลง ในเวลาเดียวกัน มอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านแม่เหล็กถาวร (BLDCM) จะถูกรวมเข้ากับเทคโนโลยี PMSM ต่อไป และจะมีการแนะนำกลยุทธ์การควบคุมขั้นสูงเพื่อขยายการใช้งานในเครื่องใช้ในครัวเรือนและยานพาหนะไฟฟ้าขนาดเล็ก

7.2 ความท้าทายหลัก

แม้จะมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจน แต่มอเตอร์ PMSM ยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมายในด้าน EV ประการแรก ราคาของวัสดุแม่เหล็กถาวรหายากของโลกมีความผันผวน และห่วงโซ่อุปทานได้รับผลกระทบจากนโยบายและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ซึ่งนำความเสี่ยงด้านต้นทุนมาสู่ผู้ผลิต ประการที่สอง ปัญหาของการล้างอำนาจแม่เหล็กถาวรภายใต้สภาวะที่รุนแรงยังไม่ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ ซึ่งจำเป็นต้องมีการเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อนและการออกแบบวงจรแม่เหล็กเพิ่มเติม ประการที่สาม ระบบควบคุมมีความซับซ้อน และเกณฑ์การวิจัยและพัฒนาของการควบคุมแบบไร้เซ็นเซอร์และเทคโนโลยีสตาร์ทอัพความเร็วต่ำนั้นสูง ซึ่งจำกัดความนิยมขององค์กรขนาดเล็กและขนาดกลาง

นอกจากนี้ เทคโนโลยีการรีไซเคิลและการนำกลับมาใช้ใหม่ของวัสดุแม่เหล็กถาวรยังไม่สมบูรณ์ ซึ่งนำแรงกดดันด้านสิ่งแวดล้อมมาสู่การกำจัดมอเตอร์ PMSM ที่หมดอายุการใช้งานเป็นเวลานาน ประสิทธิภาพที่สมดุล ต้นทุน การปกป้องสิ่งแวดล้อม และความน่าเชื่อถือ กลายเป็นประเด็นสำคัญสำหรับการพัฒนามอเตอร์ PMSM ที่ยั่งยืน

8. ข้อสรุปและอนาคต

ด้วยข้อดีของประสิทธิภาพสูง ความหนาแน่นของแรงบิดสูง ช่วงการควบคุมความเร็วที่กว้าง และความน่าเชื่อถือสูง มอเตอร์ PMSM ได้กลายเป็นตัวเลือกในอุดมคติสำหรับการขับขี่ยานพาหนะไฟฟ้าอย่างมีประสิทธิภาพ และจะครองตำแหน่งกระแสหลักในตลาดมอเตอร์ขับเคลื่อน EV ด้วยการยกระดับเทคโนโลยีวัสดุหายากและเทคโนโลยีการควบคุม สำหรับผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้า การเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบมอเตอร์ PMSM สำหรับรถยนต์ไฟฟ้า การลดต้นทุน และการปรับปรุงความน่าเชื่อถือจะเป็นความสามารถในการแข่งขันหลักในการยึดตลาด สำหรับผู้บริโภค ยานพาหนะที่ติดตั้งมอเตอร์ PMSM มอบประสบการณ์การขับขี่ที่ดีขึ้นและต้นทุนการใช้งานที่ลดลง

เมื่อมองไปข้างหน้าถึงอนาคต ด้วยความก้าวหน้าของวัสดุแม่เหล็กถาวรที่ไม่หายาก เทคโนโลยีการควบคุมอัจฉริยะ และเทคโนโลยีรีไซเคิล ปัญหาคอขวดทางเทคนิคของมอเตอร์ PMSM จะค่อยๆ ได้รับการแก้ไข และขอบเขตการใช้งานของพวกมันจะขยายออกไปอีก ตั้งแต่รถยนต์นั่งส่วนบุคคลและรถยนต์เพื่อการพาณิชย์ ไปจนถึงเรือพลังงานใหม่ การบินและอวกาศ และสาขาระดับไฮเอนด์อื่นๆ ในฐานะองค์ประกอบหลักของรถยนต์พลังงานใหม่ มอเตอร์ PMSM จะยังคงส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงและการยกระดับของอุตสาหกรรมยานยนต์ทั่วโลก ซึ่งจะช่วยให้บรรลุเป้าหมายความเป็นกลางทางคาร์บอน