Wie ein Permanentmagnet-Synchronmotor, der von vielen Herstellern von Elektrofahrzeugen bevorzugt wird, ist Mahles Motor eine Synchronmaschine, aber anstelle von Seltenerd-Permanentmagneten im Rotor verfügt er über Elektromagnete.
Um den mit Bürsten verbundenen Verschleiß und Widerstand zu beseitigen, wird die Leistung der rotierenden Magnete von der Außenwelt über einen rotierenden Einphasentransformator, bei dem die Primärwicklung ruhig bleibt und die Sekundärwicklung rotiert, dem Rotor zugeführt.
Die Primärwicklung wird bei kHz-Frequenzen von einer von der Hauptbatterie versorgten Nullspannungs-Leistungsbrücke angesteuert, und die Sekundärstromversorgung wird von vier sich drehenden Dioden gleichgerichtet, bevor sie den Feldspulen zugeführt wird. Sollten vier rotierende Dioden als gewagt angesehen werden, stehen zwei Dioden zur Verfügung, indem Sie den Transformator mittig abtippen oder die Feldspule in zwei Teile teilen. Es werden keine rotierenden Kondensatoren benötigt.
Ein Elektromagnet im Rotor gibt der Steuerelektronik einen weiteren Knopf zum Einstellen über die Statorwicklungsströme, und die Rotorinduktivität ist niedrig genug, um beispielsweise auf Fahrerbeschleunigungsbefehle zu reagieren.
Trotz seiner Spulen und seines Transformators ist der Rotor des Prototyps mit 140 kW (Spitzenleistung) für über 20,000 U / min ausgelegt.
Das Unternehmen behauptet, "an fast allen Betriebspunkten ein Wirkungsgrad von über 95% zu erreichen - ein Niveau, das bisher nur von Formel-E-Rennwagen erreicht wurde." Das Unternehmen sieht, dass sich dieser Wirkungsgrad über den größten Teil der Drehzahl-Drehmoment-Kurve erstreckt, wobei der Motor nur bei Induktionsmotoren mit den höchsten Drehzahlen und niedrigem Drehmoment und nur bei Permanentmagnet-Synchronmotoren mit niedriger Drehzahl und den höchsten Drehmomenten an Wirkungsgrad verliert .
Hat der Motor Nachteile gegenüber dem Permanentmagnet-Synchronmotor?
"Aufgrund der schweren Kupferspulen ist es etwas schwerer als ein PMSM", sagte Unternehmenssprecher Christopher Rimmele gegenüber Electronics Weekly. Er sieht sein Design weniger kosten als ein PMSM, "da der Magnetpreis einen wesentlichen Teil der Gesamtkosten ausmacht".
Und was ist mit einer anderen Maschine ohne Seltene Erden, die manche für Fahrzeuge in Frage stellen, dem synchronen Reluktanzmotor.
„Dieser hat weniger Drehmoment, kann keine Überlast bewältigen und hat eine schlechtere maximale Leistungskurve, da das Drehmoment um 1 / n bröckelt2 im Bereich der Feldschwächung “, sagte er.
Um dem Motordesign gerecht zu werden, hat Mahle computergestützte Werkzeuge entwickelt, um die widersprüchlichen Anforderungen an mechanische Festigkeit, Wärmeleistung und elektromagnetische Eigenschaften auszugleichen.