Подобно синхронному двигателю с постоянными магнитами, который предпочитают многие производители электромобилей, двигатель Mahle является синхронной машиной, но вместо редкоземельных постоянных магнитов в роторе у него есть электромагниты.
Чтобы устранить износ и сопротивление щеток, питание вращающихся магнитов поступает из внешнего мира в ротор через вращающийся однофазный трансформатор, в котором первичная обмотка остается неподвижной, а вторичная вращается.
Первичная обмотка приводится в действие силовым мостом с переключением при нулевом напряжении, питаемым от основной батареи, с частотой кГц, а мощность вторичной обмотки выпрямляется четырьмя вращающимися диодами перед подачей на катушки возбуждения. Если четыре вращающихся диода покажутся смелыми, есть варианты с двумя диодами, которые можно подключить к трансформатору или разделить катушку возбуждения на две. Никаких вращающихся конденсаторов не требуется.
Наличие электромагнита в роторе дает управляющей электронике еще одну ручку для регулировки поверх токов обмотки статора, а индуктивность ротора достаточно мала, чтобы он мог реагировать, например, на команды ускорения привода.
Даже с катушками и трансформатором ротор в прототипе мощностью 140 кВт (пик) рассчитан на скорость более 20,000 XNUMX об / мин.
Компания заявляет, что «эффективность превышает 95% почти во всех рабочих точках - уровень, который ранее был достигнут только гоночными автомобилями Формулы Е». Компания видит, что этот КПД распространяется на большую часть кривой скорость-крутящий момент, при этом электродвигатель проигрывает с точки зрения КПД только асинхронным электродвигателям только на самых высоких скоростях с низким крутящим моментом и только синхронным электродвигателям с постоянными магнитами на низкой скорости с максимальным крутящим моментом. .
Есть ли у двигателя какие-либо недостатки по сравнению с синхронным двигателем с постоянными магнитами?
«Он немного тяжелее PMSM из-за тяжелых медных катушек», - сказал Electronics Weekly представитель компании Кристофер Риммеле. Он считает, что его конструкция стоит меньше, чем PMSM, «поскольку цена магнита составляет значительную часть общих затрат».
А что насчет другой машины без редкоземельных элементов, которую некоторые обсуждают для транспортных средств, - синхронного реактивного двигателя.
«У этого меньше крутящий момент, он не справляется с перегрузкой и имеет худшую кривую максимальной выходной мощности, так как крутящий момент падает на 1 / n.2 в области ослабления поля », - сказал он.
В соответствии с конструкцией двигателя Mahle разработала компьютерные инструменты, позволяющие уравновесить противоречивые требования к механической прочности, тепловым характеристикам и электромагнитным свойствам.