Dibandhingake karo motor fluks radial, motor fluks aksial duwe akeh kaluwihan ing desain kendaraan listrik. Contone, motor fluks aksial bisa ngganti desain powertrain kanthi mindhah motor saka poros menyang njero roda.
1. Sumbu daya
Motor fluks aksialentuk perhatian sing tambah (gain traction). Wis pirang-pirang taun, jinis motor iki wis digunakake ing aplikasi stasioner kayata elevator lan mesin pertanian, nanging sajrone dekade kepungkur, akeh pangembang sing kerja kanggo nambah teknologi iki lan ditrapake ing motor listrik, pod bandara, truk kargo, listrik. kendaraan, lan malah pesawat.
Motor fluks radial tradisional nggunakake magnet permanen utawa motor induksi, sing wis nggawe kemajuan sing signifikan kanggo ngoptimalake bobot lan biaya. Nanging, dheweke ngadhepi akeh kesulitan kanggo terus berkembang. Fluks aksial, jinis motor sing beda banget, bisa dadi alternatif sing apik.
Dibandhingake karo motor radial, area lumahing magnetik efektif saka fluks aksial motor magnet permanen yaiku permukaan rotor motor, dudu diameter njaba. Mulane, ing volume tartamtu saka motor, flux sumbu motor magnet permanen biasane bisa nyedhiyani torsi luwih.
Motor fluks aksialluwih kompak; Dibandhingake karo motor radial, dawa aksial motor luwih cendhek. Kanggo motor wheel internal, iki asring faktor wigati. Struktur kompak motor aksial njamin kapadhetan daya lan torsi sing luwih dhuwur tinimbang motor radial sing padha, saéngga ngilangi kabutuhan kecepatan operasi sing dhuwur banget.
Efisiensi motor fluks aksial uga dhuwur banget, biasane ngluwihi 96%. Iki amarga luwih cendhek, jalur fluks dimensi siji, sing bisa dibandhingake utawa luwih efisiensi dibandhingake karo motor fluks radial 2D paling apik ing pasar.
Dawane motor luwih cendhek, biasane 5 nganti 8 kaping luwih cendhek, lan bobote uga suda 2 nganti 5 kali. Faktor loro iki wis ngganti pilihan desainer platform kendaraan listrik.
2. Teknologi fluks aksial
Ana rong topologi utama kanggomotor fluks aksial: dual rotor single stator (kadhangkala disebut torus gaya mesin) lan rotor siji dual stator.
Saiki, akeh motor magnet permanen nggunakake topologi fluks radial. Sirkuit fluks Magnetik diwiwiti kanthi magnet permanen ing rotor, liwat untu pisanan ing stator, lan banjur mili radially bebarengan stator. Banjur ngliwati untu kapindho kanggo nggayuh baja magnetik kapindho ing rotor. Ing topologi fluks aksial rotor dual, daur ulang fluks diwiwiti saka magnet pisanan, liwat aksial liwat untu stator, lan langsung tekan magnet kaloro.
Iki tegese dalan fluks luwih cendhek tinimbang motor fluks radial, nyebabake volume motor sing luwih cilik, Kapadhetan daya sing luwih dhuwur lan efisiensi ing daya sing padha.
A motor radial, ngendi flux Magnetik liwat waos pisanan lan banjur bali menyang untu sabanjuré liwat stator, tekan sembrani. Fluks magnet ngetutake jalur rong dimensi.
Jalur fluks magnetik saka mesin fluks magnetik aksial yaiku siji-dimensi, saengga bisa digunakake baja listrik berorientasi gandum. Baja iki nggampangake fluks kanggo ngliwati, saéngga ningkatake efisiensi.
Motor fluks radial biasane nggunakake gulungan sing disebarake, nganti setengah saka ujung gulungan ora bisa digunakake. Koil overhang bakal nyebabake bobot tambahan, biaya, resistensi listrik, lan luwih akeh mundhut panas, meksa para desainer nambah desain gulungan.
Ing coil ends sakamotor fluks aksialakeh kurang, lan sawetara designs nggunakake klempakan utawa segmented windings, kang rampung efektif. Kanggo mesin radial stator segmen, pecah jalur fluks magnet ing stator bisa nyebabake kerugian tambahan, nanging kanggo motor fluks aksial, iki ora dadi masalah. Desain gulungan gulungan minangka kunci kanggo mbedakake tingkat pemasok.
3. Pangembangan
Motor fluks aksial ngadhepi sawetara tantangan serius ing desain lan produksi, sanajan kaluwihan teknologi, biaya kasebut luwih dhuwur tinimbang motor radial. Wong duwe pangerten banget babagan motor radial, lan cara manufaktur lan peralatan mekanik uga kasedhiya.
Salah sawijining tantangan utama motor fluks aksial yaiku njaga celah udara sing seragam ing antarane rotor lan stator, amarga gaya magnet luwih gedhe tinimbang motor radial, saengga angel njaga celah udara sing seragam. Motor fluks aksial rotor dual uga duwe masalah boros panas, amarga nduwurke tumpukan dumunung ing jero stator lan ing antarane rong cakram rotor, nggawe boros panas banget angel.
Motor fluks aksial uga angel digawe amarga akeh alasan. Mesin rotor dual nggunakake mesin rotor dual karo topologi yokes (yaiku njabut rakit wesi saka stator nanging nahan untu wesi) ngatasi sawetara masalah iki tanpa ngembangaken diameteripun motor lan magnet.
Nanging, njabut rakit nggawa tantangan anyar, kayata carane ndandani lan posisi untu individu tanpa sambungan yoke mechanical. Cooling uga tantangan sing luwih gedhe.
Iku uga angel kanggo gawé rotor lan njaga longkangan online, minangka rotor disc narik kawigaten rotor. Ing kauntungan iku cakram rotor langsung disambungake liwat ring poros, supaya pasukan mbatalake saben liyane. Iki tegese prewangan internal ora tahan pasukan iki, lan fungsi mung kanggo njaga stator ing posisi tengah antarane loro cakram rotor.
Motor rotor tunggal stator ganda ora ngadhepi tantangan motor bunder, nanging desain stator luwih rumit lan angel entuk otomatisasi, lan biaya sing gegandhengan uga dhuwur. Ora kaya motor fluks radial tradisional, proses manufaktur motor aksial lan peralatan mekanik bubar muncul.
4. Aplikasi kendaraan listrik
Keandalan penting banget ing industri otomotif, lan mbuktekake linuwih lan kakuwatan sing bedamotor fluks aksialkanggo gawe uwong yakin manufaktur sing motor iki cocok kanggo produksi massal wis tansah tantangan. Iki nyebabake panyedhiya motor aksial nindakake program validasi ekstensif dhewe, kanthi saben supplier nuduhake manawa linuwih motor kasebut ora beda karo motor fluks radial tradisional.
Komponen mung sing bisa nyandhang ingmotor fluks aksialyaiku bantalan. Dawane fluks magnetik sumbu relatif cendhak, lan posisi bantalan luwih cedhak, biasane dirancang kanggo rada "dimensi". Untunge, motor fluks aksial nduweni massa rotor sing luwih cilik lan bisa nahan beban poros dinamis rotor ngisor. Mulane, gaya nyata sing ditrapake ing bantalan luwih cilik tinimbang motor fluks radial.
Poros elektronik minangka salah sawijining aplikasi pertama motor aksial. Jembar luwih tipis bisa encapsulate motor lan gearbox ing poros. Ing aplikasi hibrida, dawa aksial sing luwih cendhek saka motor banjur nyuda total dawa sistem transmisi.
Langkah sabanjure yaiku nginstal motor aksial ing roda. Kanthi cara iki, daya bisa langsung ditularake saka motor menyang roda, ningkatake efisiensi motor. Amarga ngilangi transmisi, diferensial, lan driveshaft, kerumitan sistem uga wis suda.
Nanging, misale jek konfigurasi standar durung katon. Saben pabrikan peralatan asli nliti konfigurasi tartamtu, amarga ukuran lan wujud motor aksial sing beda-beda bisa ngowahi desain kendaraan listrik. Dibandhingake karo motor radial, motor aksial duwe kapadhetan daya sing luwih dhuwur, tegese motor aksial sing luwih cilik bisa digunakake. Iki menehi opsi desain anyar kanggo platform kendaraan, kayata panggonan seko baterei.
4.1 Segmented armature
Topologi motor YASA (Yokaless lan Segmented Armature) minangka conto topologi stator tunggal rotor ganda, sing nyuda kerumitan manufaktur lan cocok kanggo produksi massal otomatis. Motor iki nduweni kapadhetan daya nganti 10 kW/kg kanthi kecepatan 2000 nganti 9000 rpm.
Nggunakake pengontrol khusus, bisa nyedhiyakake arus 200 kVA kanggo motor. Pengontrol nduweni volume kira-kira 5 liter lan bobote 5,8 kilogram, kalebu manajemen termal kanthi pendinginan minyak dielektrik, cocok kanggo motor fluks aksial uga motor induksi lan fluks radial.
Iki ngidini produsen peralatan asli kendaraan listrik lan pangembang tingkat pertama kanthi fleksibel milih motor sing cocog adhedhasar aplikasi lan papan sing kasedhiya. Ukuran lan bobot sing luwih cilik nggawe kendaraan luwih entheng lan duwe baterei luwih akeh, saengga nambah jangkauan.
5. Aplikasi motor listrik
Kanggo motor listrik lan ATV, sawetara perusahaan wis ngembangake motor fluks aksial AC. Desain sing umum digunakake kanggo jinis kendaraan iki yaiku desain fluks aksial adhedhasar sikat DC, dene produk anyar yaiku desain tanpa sikat AC sing disegel kanthi lengkap.
Koil saka motor DC lan AC tetep stasioner, nanging rotor dual nggunakake magnet permanen tinimbang armature puteran. Kauntungan saka metode iki yaiku ora mbutuhake reversing mekanik.
Desain aksial AC uga bisa nggunakake pengontrol motor AC telung fase standar kanggo motor radial. Iki mbantu nyuda biaya, amarga controller ngontrol arus torsi, dudu kacepetan. Kontroler mbutuhake frekuensi 12 kHz utawa luwih dhuwur, yaiku frekuensi utama piranti kasebut.
Frekuensi sing luwih dhuwur asalé saka induktansi nduwurke tumpukan ngisor 20 µ H. Frekuensi kasebut bisa ngontrol arus kanggo nyilikake riak saiki lan njamin sinyal sinusoidal kanthi lancar. Saka perspektif dinamis, iki minangka cara sing apik kanggo entuk kontrol motor sing luwih lancar kanthi ngidini owah-owahan torsi kanthi cepet.
Desain iki adopts nduwurke tumpukan pindho lapisan mbagekke, supaya flux Magnetik mili saka rotor kanggo rotor liyane liwat stator, karo path cendhak banget lan efficiency luwih.
Kunci kanggo desain iki yaiku bisa digunakake ing voltase maksimal 60 V lan ora cocok kanggo sistem voltase sing luwih dhuwur. Mula, bisa digunakake kanggo motor listrik lan kendaraan roda papat kelas L7e kayata Renault Twizy.
Tegangan maksimal 60 V ngidini motor digabungake menyang sistem listrik 48 V arus utama lan nyederhanakake kerja pangopènan.
Spesifikasi motor roda papat L7e ing Peraturan Kerangka Eropa 2002/24/EC nyatakake yen bobot kendaraan sing digunakake kanggo ngangkut barang ora ngluwihi 600 kilogram, ora kalebu bobot baterei. Kendaraan iki diijini nggawa ora luwih saka 200 kilogram penumpang, ora luwih saka 1000 kilogram kargo, lan ora luwih saka 15 kilowatt tenaga mesin. Cara penggulungan sing disebarake bisa nyedhiyakake torsi 75-100 Nm, kanthi daya output puncak 20-25 kW lan daya terus-terusan 15 kW.
Tantangan fluks aksial dumunung ing cara gulungan tembaga ngilangi panas, sing angel amarga panas kudu ngliwati rotor. Penggulungan sing disebarake minangka kunci kanggo ngrampungake masalah iki, amarga wis akeh slot kutub. Kanthi cara iki, ana area lumahing sing luwih gedhe ing antarane tembaga lan cangkang, lan panas bisa ditransfer menyang njaba lan dibuwang dening sistem pendingin cair standar.
Multiple kutub magnet minangka kunci kanggo nggunakake bentuk gelombang sinusoidal, sing mbantu nyuda harmonik. Harmonik kasebut diwujudake minangka pemanasan magnet lan inti, dene komponen tembaga ora bisa nggawa panas. Nalika panas accumulates ing wesi sembrani lan intine, efficiency sudo, kang kok optimalisasi gelombang lan panas path wigati kanggo kinerja motor.
Desain motor wis dioptimalake kanggo nyuda biaya lan entuk produksi massal otomatis. Cincin omah sing diekstrusi ora mbutuhake pangolahan mekanik sing rumit lan bisa nyuda biaya materi. Koil bisa langsung tatu lan proses ikatan digunakake sajrone proses nduwurke tumpukan kanggo njaga wangun perakitan sing bener.
Titik tombol iku coil digawe saka kabel kasedhiya komersial standar, nalika inti wesi wis laminated karo standar glethakaken mati beting trafo baja, kang mung kudu Cut menyang wangun. Desain motor liyane mbutuhake bahan magnetik alus ing laminasi inti, sing bisa uga luwih larang.
Panggunaan gulungan sing disebarake tegese baja magnetik ora perlu dipisahake; Padha bisa dadi wangun sing luwih prasaja lan luwih gampang digawe. Ngurangi ukuran baja magnetik lan njamin gampang manufaktur duwe pengaruh sing signifikan kanggo nyuda biaya.
Desain motor fluks aksial iki uga bisa disesuaikan miturut syarat pelanggan. Pelanggan duwe versi khusus sing dikembangake babagan desain dhasar. Banjur diprodhuksi ing jalur produksi nyoba kanggo verifikasi produksi awal, sing bisa ditiru ing pabrik liyane.
Kustomisasi utamane amarga kinerja kendaraan ora mung gumantung ing desain motor fluks magnetik aksial, nanging uga kualitas struktur kendaraan, baterei, lan BMS.
Wektu kirim: Sep-28-2023
