W ostatnich latach, wraz z szybkim rozwojem globalnego przemysłu pojazdów wykorzystujących nowe źródła energii, technologia silników napędowych, jako jeden z kluczowych komponentów, przechodzi bezprecedensową transformację i innowacje. Od silników synchronicznych z magnesami trwałymi po silniki w piastach, od innowacji materiałowych po inteligentne sterowanie, technologia silników napędowych szybko rozwija się w kierunku wyższej wydajności, mniejszej masy, integracji i inteligencji, zapewniając silne wsparcie w poprawie wydajności i kontroli kosztów nowych pojazdów energetycznych.
W kontekście oszczędzania energii i redukcji emisji, wysoka sprawność silników napędowych stała się konsensusem branżowym. Obecnie na rynku dominują silniki synchroniczne z magnesami trwałymi, ze względu na dużą gęstość mocy i wysoką sprawność. Według danych branżowych, w 2024 roku moc zainstalowana silników synchronicznych z magnesami trwałymi w Chinach stanowiła ponad 90%, przy maksymalnej sprawności przekraczającej 97%. Jednakże wahania cen i problemy związane z bezpieczeństwem dostaw materiałów z magnesami trwałymi opartymi na pierwiastkach ziem rzadkich skłoniły firmy do przyspieszenia badań i rozwoju alternatywnych rozwiązań. Technologia synchronicznego silnika reluktancyjnego wspomaganego magnesami trwałymi (PMa-SRM) zastosowana w Tesli Model 3 zmniejsza ilość pierwiastków ziem rzadkich poprzez optymalizację konstrukcji obwodu magnetycznego, zmniejszając w ten sposób koszty przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej wydajności. Krajowe firmy, takie jak BYD i Jingjin Electric, również opracowują silniki o niskiej-ciężkiej-ziemi rzadkiej lub-bez ziem rzadkich-z magnesami trwałymi. Na przykład elektryczny układ napędowy „osiem-w-jednym” firmy BYD zwiększa sprawność silnika do 96,5%, przy średniej sprawności wynoszącej 89% w warunkach NEDC.
Zastosowanie urządzeń zasilających z węglika krzemu (SiC) przyczyniło się do dalszej poprawy wydajności układu silnika. W porównaniu z tradycyjnymi tranzystorami IGBT urządzenia SiC mogą zmniejszyć straty sterowania elektrycznego o ponad 50% i zwiększyć częstotliwość roboczą 3-5 razy. Elektryczny układ napędowy DriveONE firmy Huawei wykorzystuje wszystkie moduły SiC, osiągając maksymalną wydajność systemu na poziomie 92%, czyli o 3 punkty procentowe wyższą od średniej w branży. Przewiduje się, że do 2026 r. ponad 30% wysokiej klasy pojazdów elektrycznych będzie wyposażonych w elektryczne układy napędowe SiC.
Jako kluczowa siła napędowa nowoczesnych przemysłowych urządzeń produkcyjnych, elektryczne systemy serwo są niezbędną, podstawową technologią automatyzacji fabryk. Wraz z szybkim rozwojem nowoczesnego przemysłu, nowoczesnym elektrycznym układom serwo stawiane są coraz wyższe wymagania. W tym artykule pokrótce przeanalizowano proces rozwoju i trendy w zakresie serwonapędów elektrycznych, podkreślając znaczenie opracowania-wydajnych serwonapędów z silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi (PMSM) i nakreślając kilka palących kwestii. Przegląda także bieżący stan badań nad-wysokowydajnymi serwomechanizmami PMSM i omawia perspektywy ich zastosowania.