دراسة مقارنة على كفاءة استخدام الطاقة في المحركات النحاسية ودوار المغناطيس الدائم
في اجتماع Emods للمنتدى العالمي لكفاءة الطاقة في أنظمة المحركات (Eemods) ، قدم ريتشارد دي فاي ، مدير مشروع الطاقة المستدامة التابع لجمعية تنمية النحاس ، تقريراً عن نتائج اختبار المحركات النحاسية الدوارة والمحركات المغناطيسية الدائمة.
وأشار ديفي في الاجتماع: "كانت الصناعة تعتقد ذات مرة أن كفاءة محركات المغناطيس الدائم أفضل من المحركات الحثية ، لكن هذا ليس صحيحًا". وتخطط رابطة تطوير النحاس لمقارنة الأنظمة الدائمة نسبياً لمحركات المغنطيس الدائم (PM) بمحركات الدوارات النحاسية (CRM) باستخدام محركات الأقراص المحددة بواسطة مصنعي المحركات المغناطيسية الدائمة لتحديد مدى فاعلية المطالبات التسويقية.
تمت مقارنة المرحلة الأولى من الاختبار باستخدام محرك دوار نحاسي بقدرة 7.5 حصان (5.5 كيلو واط) ومحرك مغنطيسي دائم من ثلاثة مصانع مختلفة. أجري الاختبار في مختبر اختبار الطاقة المتقدم للسيارات في ولاية كارولينا الشمالية واستمرت التجربة لعدة أشهر. ينقسم الاختبار الحركي إلى ثلاث مراحل ، وكلها تستخدم نفس محول التردد ، وتتم مقارنة الكفاءة وفقا للحمل والسرعة.
ووجدت الدراسة أن البيانات التي تقارن كفاءة طاقة الاختبار لمحرك مغناطيسي دائم ومحرك دوار النحاس بسرعات مختلفة (1800 ، 1600 ، 1400 ، 1200 ، 1000 دورة في الدقيقة) هي كما يلي: (يمثل لون السلة محرك دوار من النحاس ، الأحمر يمثل المغناطيس الدائم محرك)
تظهر نتائج المعطيات أن كفاءة النظام لمحرك دوار النحاس أعلى من محرك المغناطيس الدائم على مستوى المغناطيس الدائم 90 هرتز و 60 هرتز تردد دوار النحاس.
من دراسة المرحلة الثانية من الاختبار ، يمكن ملاحظة أنه في مرحلة المغناطيس الدائم 150 هرتز ، تردد النحاس الدوار 60 هرتز ، فإن نسبة عزم دوران المحرك الدوار من المحرك النحاسي أعلى من محرك المغناطيس الدائم ، ولكن نسبة العزم تصل إلى 75 ٪. في ذلك الوقت ، تبدأ كفاءة النظام للدوار النحاسي في أن تكون أقل من المغناطيس الدائم.
يظهر اختبار المرحلة الثالثة أن محرك النحاس الدوار أكثر كفاءة من محرك PM المغناطيسي الدائم عندما يكون التردد هو نفسه.
وقال السيد ديفي: "إن نتائج هذا التحليل مثيرة للاهتمام وتظهر أن المحرك يجب أن يدرس بمزيد من السرعات المختلفة". "لدينا الآن الفرصة لإجراء تقييمات أخرى أكبر من أجل إجراء تقييم أكثر دقة لتكنولوجيا محرك النحاس الدوار." قد تشمل الاختبارات المستقبلية ما يلي: قوة محركية تصل إلى 20 حصان (14.9 كيلو واط).
وكما يتبين من الأمثلة السابقة ، فإن المحرك غير المتزامن الذي يستخدم الدوار النحاسي ليس أكثر كفاءة فحسب من محرك دوار الألومنيوم ، بل يمتاز أيضًا بميزة لا يمكن تعويضها مقارنة بمحرك المغناطيس الدائم ، على سبيل المثال ، دائرة كهربائية قصيرة ودرجة حرارة عالية و اهتزاز قوي للمادة المغناطيس الدائم. البيئة عرضة لفقدان المغنطيسية ، ولا يمكن إطفاء الحماية المغناطيسية عند حدوث الخطأ. تحت ظروف غير طبيعية مثل السرعة الزائدة ، يتأثر قطب المغناطيس الدائم بسهولة. هذه العيوب الملازمة للمولدات المغناطيسية المتزامنة دائمة تجعل من الصعب تلبية متطلبات الأداء العالي الموثوقية والصيانة الخالية من النظام ، ومحرك النحاس الدوار لديه أداء ممتاز في هذا الصدد. الشركة المصنعة للمحركات RelianceElectric تعتقد أن المحركات النحاسية الدوارة هي المحركات الوحيدة التي تلبي المتطلبات العسكرية الملحة.
