Comme un moteur synchrone à aimants permanents, favorisé par de nombreux constructeurs de véhicules électriques, le moteur de Mahle est une machine synchrone, mais au lieu d'aimants permanents de terres rares dans le rotor, il a des électroaimants.
Pour éliminer l'usure et la traînée associées aux balais, l'alimentation des aimants rotatifs est transmise du monde extérieur au rotor à travers un transformateur monophasé rotatif dans lequel l'enroulement primaire reste immobile et le secondaire tourne.
Le primaire est entraîné à des fréquences de kHz par un pont de puissance à commutation de tension nulle alimenté par la batterie principale, et la puissance du secondaire est redressée par quatre diodes tournantes avant d'être envoyée aux bobines de champ. Si vous pensez que quatre diodes tournantes sont audacieuses, il existe des options à deux diodes disponibles en tapotant le transformateur au centre ou en divisant la bobine de champ en deux. Aucun condensateur rotatif n'est nécessaire.
Le fait d'avoir un électroaimant dans le rotor donne à l'électronique de commande un autre bouton pour s'ajuster au-dessus des courants d'enroulement du stator, et l'inductance du rotor est suffisamment faible pour qu'il réponde, par exemple, aux commandes d'accélération du conducteur.
Même avec ses bobines et son transformateur, le rotor du prototype de 140 kW (crête) est évalué à plus de 20,000 XNUMX tr / min.
La société revendique "une efficacité supérieure à 95% à presque tous les points de fonctionnement - un niveau qui n'était auparavant atteint que par les voitures de course de Formule E." La société voit cette efficacité s'étendre sur la majeure partie de la courbe vitesse-couple, le moteur ne perdant en efficacité que les moteurs à induction uniquement aux vitesses les plus élevées avec un faible couple, et uniquement aux moteurs synchrones à aimants permanents à faible vitesse avec les couples les plus élevés. .
Le moteur présente-t-il des inconvénients par rapport au moteur synchrone à aimants permanents?
«C'est un peu plus lourd qu'un PMSM en raison des lourdes bobines de cuivre», a déclaré le porte-parole de la société Christopher Rimmele à Electronics Weekly. Il voit sa conception coûter moins cher qu'un PMSM «puisque le prix de l'aimant représente une part importante des coûts globaux».
Et qu'en est-il d'une autre machine sans terres rares que certains proposent pour les véhicules, le moteur à réticence synchrone.
«Celui-ci a moins de couple, ne peut pas gérer les surcharges et a une pire courbe de sortie maximale car le couple s'effrite de 1 / n2 dans la zone d'affaiblissement du champ », a-t-il déclaré.
Pour accompagner la conception de son moteur, Mahle a développé des outils assistés par ordinateur pour équilibrer les exigences contradictoires de résistance mécanique, de performance thermique et de propriétés électromagnétiques.