PM モーターと誘導モーター: 効率とパフォーマンスの点で優れているのはどちらですか?

永久磁石 (PM) モーターと誘導モーターの選択は、高い効率と性能が求められる多くのアプリケーションにとって重要です。業界全体で電動化が加速する中、これら 2 種類のモーターの主な違いを理解することが重要です。

PM モーターは、誘導モーターに比べて効率とトルク密度が高くなります。ただし、誘導モーターは歴史的に広く利用されており、コスト効率も優れています。ネオジム磁石などの PM 材料の最近の進歩により、PM モーターはさまざまな用途でより実用的になりました。

効率、トルク生成、速度制御、コスト、材料などの要素に基づいて、PM モーターと誘導モーターを比較してみましょう。

PMモーターの効率とトルク密度の利点

• • PM モーターは本質的に同期動作をするため、ローターとステーター間の遅延がなくなります。これにより、最大 97.5% の効率定格が可能になります。

• • 誘導モーターは、印加された固定子電流とその結果生じる回転子磁場との間の必要な滑りにより、90-93% の効率に制限されます。

• • PM モーターはより高いトルク密度 (重量あたりのトルクが大きい) を提供します。50 kW PM モーターの重量は 30 ポンド未満ですが、75 HP 誘導モーターの重量は 500 ポンドを超えます。

速度制御と周波数

• PM モーターは適用された周波数で同期して動作し、正確な可変速度制御を可能にします。
• 誘導モーターは、必要な滑りのため同期速度に到達できません。60 Hz では、約 5% の速度損失が発生します。速度制御の柔軟性が制限されます。

コストの考慮

• ネオジムなどの PM モーター磁石は高価です。粉末金属を使用してコストを相殺する機会があります。
• 誘導モーターは、入手しやすいシリコン鋼積層板を使用しているため、コストが抑えられます。

材料と製造

• PM ローターとステーターは粉末金属にすることができ、積層の無駄を回避できます。軟磁性複合材 (SMC) により、高周波での損失を低減できます。
• 誘導モーターの回転子と固定子には、従来、積層シリコン鋼が使用されています。
• 粉末金属により 3D 成形が可能になり、PM モーターのエンドターン損失が排除されます。効率がさらに向上します。

結論：

PM モーターは、効率が高く、速度制御が正確で、軽量であるため、EV、バッテリー ツール、可変速ドライブなどの用途では誘導モーターよりも優れています。粉末金属の使用により、PM モーターの性能とコスト効率が向上します。PM 材料の最近の進歩により、PM モーターは、電化を推進する業界全体で誘導モーターの代替品として実用化されています。