Silniki PMSM do zastosowań trakcyjnych – właściwości układu zasilania ograniczające parametry silnika

W artykule zwrócono główną uwagę na ograniczenia parametrów silnika trakcyjnego PMSM, jakie wprowadzają w układzie napędowym elementy układu zasilania. W szczególności dotyczy to wartości momentu i prędkości maksymalnej. Istnieją sytuacje, w których projektowany silnik trakcyjny mógłby osiągać lepsze parametry, jednakże w rzeczywistym układzie istnieją ograniczenia np. prądowe i napięciowe po stronie zasilającej silnik, które je limitują. Dostępność rynkowa układów energoelektronicznych oraz baterii trakcyjnych jest ograniczona i nie można ich dobierać w sposób elastyczny. W efekcie, albo silnik trakcyjny musi być przewymiarowany gabarytowo (w stosunku do obciążeń termicznych) albo przewymiarowane są elementy układu zasilania. W publikacji skupiono się głównie na silnikach synchronicznych (PMSM) z magnesami trwałymi oraz na wpływie ograniczeń falownika i akumulatora na charakterystyki mechaniczne napędu. Pokazano proces prawidłowego doboru parametrów falownika i akumulatora pojazdu oraz ich wpływ na kształtowanie charakterystyki mechanicznej napędu elektrycznego.

In this paper the main attention has been focused on the limitations of the PMSM traction motor parameters introduced in the power system by the power system elements. In particular, this concerns the values of torque and maximum speed. There are situations in which the designed traction motor could have better parameters, but in the real system there are limitations, e.g. current and voltage on the motor supply side, which limit them. The market availability of power electronics and traction batteries is limited and cannot be selected flexibly. As a result, either the traction motor must be oversized (in relation to the thermal loads) or the power system components are oversized. The publication focuses mainly on permanent magnet synchronous motors (PMSM) and the effect of inverter and battery limitations on the mechanical characteristics of the drive. The process of proper selection of inverter and vehicle battery parameters and their influence on shaping the mechanical characteristics of the electric drive is shown.