От постоянных магнитов — к «виртуальному магниту»
Современные электромобили преимущественно оснащаются синхронными двигателями с постоянными магнитами благодаря их высокой эффективности и удельной мощности. Однако такие машины зависят от поставок редкоземельных материалов, чувствительны к перегреву и теряют эффективность при работе в режиме ослабления поля на высоких оборотах.Разработка Vimag Labs устраняет эти ограничения. В двигателе VMSM постоянные магниты заменены медными обмотками, формирующими электромагнит, питание которого осуществляется беспроводным способом посредством индуктивной передачи энергии. Интенсивность магнитного поля непрерывно регулируется программным обеспечением, благодаря чему создаётся так называемый «виртуальный магнит».
По словам основателя компании Маниша Сета, такой подход позволяет отказаться от дорогостоящих редкоземельных материалов и одновременно повысить эффективность двигателя в широком диапазоне режимов работы.
Беспроводное питание ротора
В основе технологии лежит развитие концепции синхронных двигателей с внешним возбуждением, которые уже применяются, например, в отдельных моделях BMW. Однако в классических конструкциях питание ротора передаётся через щётки и контактные кольца, подверженные механическому износу.Vimag Labs разработала собственную запатентованную систему индуктивной беспроводной передачи энергии, полностью исключив механические контакты между статором и ротором. Внешне двигатель практически не отличается от традиционного PMSM, что позволяет интегрировать его в существующие платформы электромобилей без серьёзных изменений конструкции.
Искусственный интеллект управляет магнитным полем
Ключевую роль в работе двигателя играет программное обеспечение. Контроллер в режиме реального времени с частотой обновления свыше 20 кГц рассчитывает оптимальное сочетание магнитного поля ротора и тока статора для каждого режима движения.Для управления используются алгоритмы оптимизации, регрессионные модели и элементы машинного обучения. Система динамически изменяет силу возбуждения ротора, повышая эффективность и обеспечивая максимальный крутящий момент при минимальном энергопотреблении.
По данным компании, особые преимущества технология демонстрирует в области ослабления поля, где традиционные PMSM теряют часть эффективности из-за необходимости компенсировать магнитное поле постоянных магнитов.
Производительность на уровне PMSM
Испытания проводились по автомобильному циклу WLTC. Согласно результатам Vimag Labs, двигатель обеспечивает эффективность, сопоставимую с лучшими синхронными машинами на постоянных магнитах, а в некоторых режимах — превосходит их.Разработчики также заявляют о повышении крутящего момента на 20–30% на низких скоростях благодаря интеллектуальному управлению распределением токов и магнитным насыщением.
Для реализации алгоритмов используются стандартные автомобильные микроконтроллеры управления двигателями. В перспективе компания планирует разработать специализированные полупроводниковые решения, оптимизированные под собственную архитектуру.
От лаборатории к серийному производству
Базовые исследования технологии ведутся с 2020 года, а сама компания была официально зарегистрирована в конце 2024 года. В настоящее время Vimag Labs оценивает готовность разработки на уровне TRL 8 и проводит финальную валидацию прототипов.В ближайшие месяцы ожидаются испытания с участием автомобильных производителей. Компания уже сотрудничает с OEM-производителями и поставщиками первого уровня, а первоначальное серийное производство планируется развернуть в Индии. Помимо внутреннего рынка, Vimag Labs реализует проекты в Европе и ведёт переговоры с потенциальными партнёрами в США.
Архитектура двигателя масштабируется для различных типов транспорта — от двух- и трёхколёсных транспортных средств до легковых автомобилей, автобусов и грузовиков. Производитель утверждает, что единая аппаратная платформа может адаптироваться под различные модели за счёт программной калибровки и изменения механической интеграции.
Разработка демонстрирует один из наиболее перспективных подходов к созданию электродвигателей нового поколения, способных снизить зависимость отрасли от редкоземельных материалов без ущерба для эффективности и эксплуатационных характеристик.
Источник: https://www.eetimes.com/indian-startup-vimag-labs-develops-wirelessly-excited-motor-without-rare-ear...
Если вам понравился материал, кликните значок — вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал —не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
