Vertaileva tutkimus kupariroorimoottorin ja pysyvän magnetointimoottorin energiatehokkuudesta
Global Engine System Energy Efficiency Forumin (Eemods) Emods-kokouksessa Richard DeFay, Copper Development Associationin kestävän energian projektipäällikkö, esitteli raportin kuparin roottorimoottoreiden ja kestomagneettimoottoreiden testituloksista.
Defi totesi kokouksessa: "Teollisuus uskoi kerran, että kestomagneettimoottorien tehokkuus on parempi kuin induktiomoottorit, mutta tämä ei ole totta." Copper Development Association pyrkii vertailemaan kestomagneettimoottoreiden suhteellisen pysyviä järjestelmiä kupariroottorimoottoreiden (CRM) avulla käyttäen pysyvien magneettien moottoreiden valmistajien määrittämiä asemia markkinointitavoitteiden tehokkuuden määrittämiseksi.
Testin ensimmäistä vaihetta verrattiin käyttämällä 7,5 HP: n (5,5 kW) kuparin roottorimoottoria ja kestomagneettimoottoria kolmesta eri valmistajasta. Testi suoritettiin Advanced Energy Motor Testing Laboratorioon Pohjois-Carolinassa ja koe kesti useita kuukausia. Moottoritesti on jaettu kolmeen vaiheeseen, jotka kaikki käyttävät samaa taajuusmuuttajaa ja tehokkuutta verrataan moottorin kuorman ja nopeuden mukaan.
Tutkimuksessa todettiin, että kestomagneettimoottorin ja kuparin roottorimoottorin koeenergiatehokkuuden vertailu eri nopeuksilla (1800, 1600, 1400, 1200, 1000 RPM) on seuraava: (korin väri edustaa kupariroottorimoottoria, punainen edustaa kestomagneettia moottori)
Tulokset osoittavat, että kupariroottorimoottorin systeemitehokkuus on korkeampi kuin kestomagneettimoottori, kun kestomagneetti 90hz ja kuparorottorin 60 Hz taajuus.
Toisen testivaiheen tutkimuksesta nähdään, että kestomagneetin 150hz vaiheessa kupariroottorin 60 Hz taajuus, kupariroottorijärjestelmän vääntömomenttisuhde on suurempi kuin kestomagneettimoottori, mutta vääntömomentin prosenttiosuus saavuttaa 75%. Tuolloin kupariroottorin järjestelmätehokkuus alkaa olla alhaisempi kuin kestomagneetin.
Kolmannen vaiheen testi osoittaa, että kupariroottorimoottori on tehokkaampi kuin kestomagneetin PM-moottori, kun taajuus on sama.
"Tämän analyysin tulokset ovat melko mielenkiintoisia ja osoittavat, että moottoria on tutkittava edelleen eri hevosvoimakkuuksilla", Defi sanoi. "Nyt meillä on mahdollisuus tehdä vielä ja suurempia arviointeja kuparinroottorin moottoritekniikan tarkempaan arviointiin." Tulevat testit voivat olla: Moottorin nimellisteho jopa 20 hv (14,9 kW).
Kuten yllä olevista esimerkeistä voidaan havaita, kupariroottoria käyttävä asynkronimoottori ei ole pelkästään tehokkaampi kuin alumiinisen roottorimoottorin, vaan sillä on myös korvaamaton etu verrattuna kestomagneettimoottoriin, esimerkiksi oikosulku, korkea lämpötila ja kestomagneettimateriaalin voimakas tärinä. Ympäristö on altis magnetismin menetykselle ja magneettisuojaa ei voida sammuttaa vian sattuessa. Epänormaaleissa olosuhteissa, kuten ylinopeudessa, kestomagneettipylvä on helposti vaikuttanut. Nämä kestomagneettien synkronigeneraattorien luontaiset virheet vaikeuttavat järjestelmän luotettavuutta ja huoltovapaaa suorituskykyä, ja kupariroottorimoottorilla on erinomainen suorituskyky tässä suhteessa. Moottorin valmistaja RelianceElectric uskoo, että kupariroottorimoottorit ovat ainoat moottorit, jotka täyttävät armeijan vaativat vaatimukset.
