מחקר השוואתי על יעילות אנרגטית של מנוע רוטור נחושת ומגנט קבוע
בפגישת אמודס של פורום היעילות האנרגטית של מערכת גלובל מוטור (Eemods), ריצ'רד דפיי, מנהל פרויקט אנרגיה בת קיימא של איגוד פיתוח הנחושת, הציג דו"ח על תוצאות המבחן של מנועים של רוטור נחושת ומנועי מגנט קבועים.
דפי ציין בפגישה: "התעשייה פעם האמינה כי היעילות של מנועי מגנט קבוע עדיף על מנועי אינדוקציה, אבל זה לא נכון." האגודה לפיתוח נחושת מתכננת להשוות מערכות קבועות יחסית של מנועים קבועים מגנט (PM) עם מנועים רוטור נחושת (CRM) באמצעות כוננים שצוין על ידי יצרני מגנט קבוע כדי לקבוע את האפקטיביות של תביעות שיווק.
השלב הראשון של הבדיקה הושווה באמצעות מנוע רוטור נחושת 7.5 (5.5 קילוואט) נחושת HP ו מנוע מגנט קבוע משלושה יצרנים שונים. הבדיקה נערכה על מתקדם אנרגיה מוטורי בדיקה במעבדה בצפון קרוליינה והמשפט נמשך כמה חודשים. הבדיקה המנועית מחולקת לשלושה שלבים, כולם באמצעות ממיר תדר זהה, ואת היעילות מושווה על פי עומס המנוע ואת המהירות.
המחקר מצא כי הנתונים המשווים את יעילות האנרגיה הבדיקה של מנוע מגנט קבוע מנוע רוטור נחושת במהירויות שונות (1800, 1600, 1400, 1200, 1000 סל"ד) הם כדלקמן: (צבע סל מייצג רוטור נחושת המנוע, אדום מייצג מגנט קבוע המנוע)
תוצאות הנתונים מראות כי יעילות המערכת של מנוע רוטור נחושת גבוה יותר מזה של מנוע מגנט קבוע ברמה של 90hz מגנט קבוע תדר 60Hz של הרוטור נחושת.
מן המחקר של שלב הבדיקה השני, ניתן לראות כי בשלב של מגנט 150hz קבוע, נחושת הרוטור תדר 60hz, יחס מומנט של מערכת מנוע רוטור נחושת גבוה יותר מזה של מנוע מגנט קבוע, אבל אחוז מומנט מגיע ל 75%. בזמנו, יעילות המערכת של הרוטור נחושת מתחיל להיות נמוך יותר מזה של מגנט קבוע.
הבדיקה בשלב השלישי מראה כי מנוע רוטור נחושת יעיל יותר מאשר המנוע מגנט PM קבוע כאשר התדר הוא זהה.
"התוצאות של ניתוח זה הן מעניינות למדי ומראות כי המנוע חייב להיות למד עוד יותר במהירויות כוח סוס שונות", אומר מר דפי. "עכשיו יש לנו את ההזדמנות לנהל הערכות נוספות וגדולות יותר כדי להעריך במדויק את טכנולוגיית המנוע רוטור נחושת." הבדיקות העתידיות עשויות לכלול: הספק מדורגות עד 20 כ"ס (14.9 קילוואט).
כפי שניתן לראות מן הדוגמאות לעיל, המנוע אסינכרוני באמצעות רוטור נחושת הוא לא רק הרבה יותר יעיל מאשר מנוע רוטור אלומיניום, אבל יש גם יתרון שאין לו תחליף לעומת מנוע מגנט קבוע, למשל, קצר, טמפרטורה גבוהה רטט חזק של חומר מגנט קבוע. הסביבה נוטה לאובדן המגנטיות, וההגנה המגנטית אינה ניתנת לכיבוי כאשר מתרחשת תקלה. תחת תנאים חריגים כגון מהירות יתר, מוט מגנט קבוע מושפע בקלות. אלה פגמים מובנים של גנרטורים סינכרוני קבוע מגנט להקשות על עמידות גבוהה אמינות ודרישות ביצועים ללא תחזוקה של המערכת, ואת מנוע רוטור נחושת יש ביצועים מצוינים מבחינה זו. יצרנית הרכב RelianceElectric סבור כי מנועים רוטור נחושת הם מנועים רק שעומדות בדרישה דרישות של הצבא.
