Meta mqabbla mal-muturi tal-fluss radjali, il-muturi tal-fluss axjali għandhom ħafna vantaġġi fid-disinn tal-vetturi elettriċi. Pereżempju, muturi tal-fluss axjali jistgħu jibdlu d-disinn tal-powertrain billi jċaqalqu l-mutur mill-fus għal ġewwa tar-roti.
1.Assi tal-qawwa
Muturi tal-fluss axjaliqed jirċievu attenzjoni dejjem akbar (gwadann ta' trazzjoni). Għal ħafna snin, dan it-tip ta 'mutur intuża f'applikazzjonijiet stazzjonarji bħal liftijiet u makkinarju agrikolu, iżda matul l-aħħar għaxar snin, ħafna żviluppaturi ilhom jaħdmu biex itejbu din it-teknoloġija u japplikawha għal muturi elettriċi, imżiewed tal-ajruport, trakkijiet tal-merkanzija, elettriċi vetturi, u anke ajruplani.
Muturi ta 'fluss radjali tradizzjonali jużaw kalamiti permanenti jew muturi ta' induzzjoni, li għamlu progress sinifikanti fl-ottimizzazzjoni tal-piż u l-ispiża. Madankollu, huma jiffaċċjaw ħafna diffikultajiet biex ikomplu jiżviluppaw. Il-fluss axjali, tip ta 'mutur kompletament differenti, jista' jkun alternattiva tajba.
Meta mqabbel mal-muturi radjali, l-erja effettiva tal-wiċċ manjetiku tal-muturi tal-kalamita permanenti tal-fluss assjali hija l-wiċċ tar-rotor tal-mutur, mhux id-dijametru ta 'barra. Għalhekk, f'ċertu volum ta 'mutur, muturi ta' kalamita permanenti ta 'fluss assjali normalment jistgħu jipprovdu torque akbar.
Muturi tal-fluss axjalihuma aktar kompatti; Meta mqabbel mal-muturi radjali, it-tul assjali tal-mutur huwa ħafna iqsar. Għall-muturi tar-roti interni, ħafna drabi dan huwa fattur kruċjali. L-istruttura kompatta tal-muturi assjali tiżgura densità ogħla ta 'qawwa u densità tat-torque minn muturi radjali simili, u b'hekk telimina l-ħtieġa għal veloċitajiet operattivi estremament għoljin.
L-effiċjenza tal-muturi tal-fluss axjali hija wkoll għolja ħafna, ġeneralment teċċedi 96%. Dan huwa grazzi għall-mogħdija tal-fluss iqsar u dimensjonali waħda, li hija komparabbli jew saħansitra ogħla fl-effiċjenza meta mqabbla mal-aħjar muturi tal-fluss radjali 2D fis-suq.
It-tul tal-mutur huwa iqsar, ġeneralment 5 sa 8 darbiet iqsar, u l-piż jitnaqqas ukoll minn 2 sa 5 darbiet. Dawn iż-żewġ fatturi bidlu l-għażla tad-disinjaturi tal-pjattaforma tal-vetturi elettriċi.
2. Teknoloġija tal-fluss axjali
Hemm żewġ topoloġiji ewlenin għalmuturi tal-fluss axjali: rotor doppju stator wieħed (xi kultant imsejħa magni stil torus) u rotor wieħed stator doppju.
Bħalissa, il-biċċa l-kbira tal-muturi tal-kalamita permanenti jużaw topoloġija ta 'fluss radjali. Iċ-ċirkwit tal-fluss manjetiku jibda b'kalamita permanenti fuq ir-rotor, jgħaddi mill-ewwel sinna fuq l-istator, u mbagħad jgħaddi b'mod radjali tul l-istator. Imbagħad għaddi mit-tieni sinna biex tilħaq it-tieni azzar manjetiku fuq ir-rotor. F'topoloġija ta 'fluss assjali ta' rotor doppju, il-linja tal-fluss tibda mill-ewwel kalamita, tgħaddi assjalment mis-snien tal-istator, u immedjatament tilħaq it-tieni kalamita.
Dan ifisser li l-passaġġ tal-fluss huwa ħafna iqsar minn dak tal-muturi tal-fluss radjali, li jirriżulta f'volumi iżgħar tal-mutur, densità ogħla ta 'enerġija u effiċjenza fl-istess qawwa.
Mutur radjali, fejn il-fluss manjetiku jgħaddi mill-ewwel sinna u mbagħad jerġa 'lura lejn is-snien li jmiss permezz tal-istator, u jilħaq il-kalamita. Il-fluss manjetiku jsegwi mogħdija bidimensjonali.
Il-mogħdija tal-fluss manjetiku ta 'magna tal-fluss manjetiku axjali hija waħda dimensjonali, għalhekk jista' jintuża azzar elettriku orjentat lejn il-qamħ. Dan l-azzar jagħmilha aktar faċli biex il-fluss jgħaddi, u b'hekk itejjeb l-effiċjenza.
Muturi tal-fluss radjali tradizzjonalment jużaw stralċ imqassma, b'sa nofs it-truf tal-istralċ ma jiffunzjonawx. L-isporġenza tal-coil se tirriżulta f'piż addizzjonali, spiża, reżistenza elettrika, u aktar telf ta 'sħana, u jġiegħel lid-disinjaturi jtejbu d-disinn tal-istralċ.
Il-coil truf ta 'muturi tal-fluss axjalihuma ħafna inqas, u xi disinji jużaw stralċ konċentrati jew segmentati, li huma kompletament effettivi. Għal magni radjali tal-istator segmentati, il-qsim tal-mogħdija tal-fluss manjetiku fl-istator jista 'jġib telf addizzjonali, iżda għal muturi tal-fluss axjali, din mhix problema. Id-disinn tal-koljatura tal-coil huwa ċ-ċavetta biex tiddistingwi l-livell tal-fornituri.
3. Żvilupp
Il-muturi tal-fluss axjali jiffaċċjaw xi sfidi serji fid-disinn u l-produzzjoni, minkejja l-vantaġġi teknoloġiċi tagħhom, l-ispejjeż tagħhom huma ferm ogħla minn dawk tal-muturi radjali. In-nies għandhom fehim bir-reqqa tal-muturi radjali, u l-metodi ta 'manifattura u t-tagħmir mekkaniku huma wkoll faċilment disponibbli.
Waħda mill-isfidi ewlenin tal-muturi tal-fluss assjali hija li tinżamm vojt ta 'arja uniformi bejn ir-rotor u l-istator, peress li l-forza manjetika hija ħafna akbar minn dik ta' muturi radjali, li jagħmilha diffiċli li tinżamm vojt ta 'arja uniformi. Il-mutur tal-fluss assjali tar-rotor doppju għandu wkoll kwistjonijiet ta 'dissipazzjoni tas-sħana, peress li l-istralċ jinsab fil-fond fi ħdan l-istator u bejn iż-żewġ diski tar-rotor, li jagħmel id-dissipazzjoni tas-sħana diffiċli ħafna.
Muturi tal-fluss axjali huma wkoll diffiċli biex jiġu manifatturati għal ħafna raġunijiet. Il-magna ta 'rotor doppju li tuża magna ta' rotor doppju b'topoloġija ta 'madmad (jiġifieri tneħħi l-madmad tal-ħadid mill-istator iżda żżomm is-snien tal-ħadid) tegħleb xi wħud minn dawn il-problemi mingħajr ma tespandi d-dijametru tal-mutur u l-kalamita.
Madankollu, it-tneħħija tal-madmad ġġib sfidi ġodda, bħal kif tiffissa u tpoġġi snien individwali mingħajr konnessjoni tal-madmad mekkaniku. It-tkessiħ huwa wkoll sfida akbar.
Huwa wkoll diffiċli li tipproduċi r-rotor u żżomm il-vojt ta 'l-arja, peress li d-diska tar-rotor tattira r-rotor. Il-vantaġġ huwa li d-diski tar-rotor huma konnessi direttament permezz ta 'ċirku tax-xaft, sabiex il-forzi jikkanċellaw lil xulxin. Dan ifisser li l-bearing intern ma jiflaħx dawn il-forzi, u l-unika funzjoni tiegħu hija li żżomm l-istator fil-pożizzjoni tan-nofs bejn iż-żewġ diski tar-rotor.
Il-muturi b'rotor wieħed ta 'stator doppju ma jiffaċċjawx l-isfidi ta' muturi ċirkolari, iżda d-disinn tal-istator huwa ħafna aktar kumpless u diffiċli biex tinkiseb l-awtomazzjoni, u l-ispejjeż relatati huma wkoll għoljin. B'differenza minn kwalunkwe mutur ta 'fluss radjali tradizzjonali, proċessi ta' manifattura ta 'muturi assjali u tagħmir mekkaniku ħarġu biss reċentement.
4. Applikazzjoni ta 'vetturi elettriċi
L-affidabbiltà hija kruċjali fl-industrija tal-karozzi, u tipprova l-affidabbiltà u r-robustezza ta 'differentimuturi tal-fluss axjalibiex tikkonvinċi lill-manifatturi li dawn il-muturi huma adattati għall-produzzjoni tal-massa dejjem kienet sfida. Dan wassal lill-fornituri tal-muturi assjali biex iwettqu programmi ta 'validazzjoni estensivi waħedhom, b'kull fornitur juri li l-affidabbiltà tal-muturi tagħhom mhijiex differenti minn muturi ta' fluss radjali tradizzjonali.
L-uniku komponent li jista jilbsu f'anmutur tal-fluss axjalihuwa l-bearings. It-tul tal-fluss manjetiku assjali huwa relattivament qasir, u l-pożizzjoni tal-bearings hija eqreb, ġeneralment iddisinjata biex tkun kemmxejn "dimensjonata żżejjed". Fortunatament, il-mutur tal-fluss axjali għandu massa ta 'rotor iżgħar u jista' jiflaħ tagħbijiet tax-xaft dinamiċi tar-rotor aktar baxxi. Għalhekk, il-forza attwali applikata għall-bearings hija ħafna iżgħar minn dik tal-mutur tal-fluss radjali.
Fus elettroniku huwa wieħed mill-ewwel applikazzjonijiet ta ' muturi assjali. Il-wisa 'irqaq tista' tiġbor il-mutur u l-gerbox fil-fus. F'applikazzjonijiet ibridi, it-tul assjali iqsar tal-mutur imbagħad iqassar it-tul totali tas-sistema ta 'trażmissjoni.
Il-pass li jmiss huwa li tinstalla l-mutur assjali fuq ir-rota. B'dan il-mod, il-qawwa tista 'tiġi trażmessa direttament mill-mutur għar-roti, ittejjeb l-effiċjenza tal-mutur. Minħabba l-eliminazzjoni ta 'trasmissjonijiet, differenzjali, u driveshafts, il-kumplessità tas-sistema tnaqqset ukoll.
Madankollu, jidher li konfigurazzjonijiet standard għadhom ma dehrux. Kull manifattur tat-tagħmir oriġinali qed jirriċerka konfigurazzjonijiet speċifiċi, peress li d-daqsijiet u l-forom differenti tal-muturi assjali jistgħu jbiddlu d-disinn tal-vetturi elettriċi. Meta mqabbel ma 'muturi radjali, muturi assjali għandhom densità ta' qawwa ogħla, li jfisser li jistgħu jintużaw muturi assjali iżgħar. Dan jipprovdi għażliet ta 'disinn ġodda għall-pjattaformi tal-vetturi, bħat-tqegħid ta' pakketti ta 'batteriji.
4.1 Armatura segmentata
It-topoloġija tal-mutur YASA (Yokeless and Segmented Armature) hija eżempju ta 'topoloġija ta' stator wieħed b'rotor doppju, li tnaqqas il-kumplessità tal-manifattura u hija adattata għall-produzzjoni tal-massa awtomatizzata. Dawn il-muturi għandhom densità ta 'qawwa sa 10 kW/kg f'veloċitajiet ta' 2000 sa 9000 rpm.
Bl-użu ta 'kontrollur iddedikat, jista' jipprovdi kurrent ta '200 kVA għall-mutur. Il-kontrollur għandu volum ta 'madwar 5 litri u jiżen 5.8 kilogrammi, inkluż ġestjoni termali bi tkessiħ taż-żejt dielettriku, adattat għal muturi ta' fluss axjali kif ukoll muturi ta 'induzzjoni u fluss radjali.
Dan jippermetti lill-manifatturi tat-tagħmir oriġinali tal-vetturi elettriċi u lill-iżviluppaturi tal-ewwel saff biex jagħżlu b'mod flessibbli l-mutur xieraq ibbażat fuq l-applikazzjoni u l-ispazju disponibbli. Id-daqs u l-piż iżgħar jagħmlu l-vettura eħfef u jkollhom aktar batteriji, u b'hekk iżidu l-ispinta tal-firxa.
5. Applikazzjoni ta 'muturi elettriċi
Għal muturi elettriċi u ATVs, xi kumpaniji żviluppaw muturi tal-fluss axjali AC. Id-disinn użat komunement għal dan it-tip ta 'vettura huwa disinji ta' fluss assjali bbażati fuq xkupilji DC, filwaqt li l-prodott il-ġdid huwa AC, disinn mingħajr brushes kompletament issiġillat.
Il-koljaturi taż-żewġ muturi DC u AC jibqgħu stazzjonarji, iżda r-rotors doppji jużaw kalamiti permanenti minflok armaturi li jduru. Il-vantaġġ ta 'dan il-metodu huwa li ma jeħtieġx rivers mekkaniku.
Id-disinn assjali AC jista 'wkoll juża kontrolluri standard tal-muturi AC bi tliet fażijiet għal muturi radjali. Dan jgħin biex jitnaqqsu l-ispejjeż, peress li l-kontrollur jikkontrolla l-kurrent tat-torque, mhux il-veloċità. Il-kontrollur jeħtieġ frekwenza ta '12 kHz jew ogħla, li hija l-frekwenza mainstream ta' tali apparati.
Il-frekwenza ogħla tiġi mill-inductance tal-istralċ aktar baxx ta '20 µ H. Il-frekwenza tista' tikkontrolla l-kurrent biex timminimizza t-tmewwiġ tal-kurrent u tiżgura sinjal sinusojdali kemm jista 'jkun bla xkiel. Minn perspettiva dinamika, dan huwa mod tajjeb ħafna biex jinkiseb kontroll tal-mutur aktar bla xkiel billi jippermetti bidliet rapidi tat-torque.
Dan id-disinn jadotta stralċ imqassam b'saff doppju, sabiex il-fluss manjetiku jgħaddi mir-rotor għal rotor ieħor permezz tal-istator, b'passaġġ qasir ħafna u effiċjenza ogħla.
Iċ-ċavetta għal dan id-disinn hija li tista 'topera b'vultaġġ massimu ta' 60 V u mhix adattata għal sistemi ta 'vultaġġ ogħla. Għalhekk, jista 'jintuża għal muturi elettriċi u vetturi b'erba' roti tal-klassi L7e bħal Renault Twizy.
Il-vultaġġ massimu ta '60 V jippermetti li l-mutur jiġi integrat fis-sistemi elettriċi mainstream ta' 48 V u jissimplifika x-xogħol ta 'manutenzjoni.
L-ispeċifikazzjonijiet tal-muturi b'erba' roti L7e fir-Regolament Qafas Ewropew 2002/24/KE jistipulaw li l-piż tal-vetturi użati għat-trasport tal-merkanzija ma jaqbiżx is-600 kilogramma, eskluż il-piż tal-batteriji. Dawn il-vetturi jitħallew iġorru mhux aktar minn 200 kilogramma ta 'passiġġieri, mhux aktar minn 1000 kilogramma ta' merkanzija, u mhux aktar minn 15-il kilowatt ta 'qawwa tal-magna. Il-metodu tal-istralċ distribwit jista 'jipprovdi torque ta' 75-100 Nm, b'qawwa massima tal-ħruġ ta '20-25 kW u qawwa kontinwa ta' 15 kW.
L-isfida tal-fluss axjali tinsab f'kif il-koljaturi tar-ram ixerrdu s-sħana, li hija diffiċli minħabba li s-sħana trid tgħaddi mir-rotor. L-istralċ imqassam huwa ċ-ċavetta biex tissolva din il-problema, peress li għandha numru kbir ta 'slots tal-arbli. B'dan il-mod, hemm erja tal-wiċċ akbar bejn ir-ram u l-qoxra, u s-sħana tista 'tiġi trasferita għal barra u mormija minn sistema ta' tkessiħ likwidu standard.
Arbli manjetiċi multipli huma essenzjali biex jutilizzaw forom ta 'mewġ sinusojdali, li jgħinu biex jitnaqqsu l-armoniċi. Dawn l-armoniċi huma manifestati bħala tisħin tal-kalamiti u l-qalba, filwaqt li l-komponenti tar-ram ma jistgħux iġorru s-sħana. Meta s-sħana takkumula fil-kalamiti u l-qlub tal-ħadid, l-effiċjenza tonqos, u huwa għalhekk li l-ottimizzazzjoni tal-forma tal-mewġ u l-mogħdija tas-sħana hija kruċjali għall-prestazzjoni tal-mutur.
Id-disinn tal-mutur ġie ottimizzat biex jitnaqqsu l-ispejjeż u tinkiseb produzzjoni tal-massa awtomatizzata. Ċirku tad-djar estruż ma jeħtieġx proċessar mekkaniku kumpless u jista 'jnaqqas l-ispejjeż tal-materjal. Il-coil jista 'jiġi mdawwar direttament u jintuża proċess ta' twaħħil matul il-proċess tal-istralċ biex tinżamm il-forma ta 'assemblaġġ korretta.
Il-punt ewlieni huwa li l-coil huwa magħmul minn wajer standard disponibbli kummerċjalment, filwaqt li l-qalba tal-ħadid hija laminata bl-istandard stabbiliti barra l-azzar transformer fuq l-ixkaffa, li sempliċiment jeħtieġ li jinqata 'f'forma. Disinji oħra tal-mutur jeħtieġu l-użu ta 'materjali manjetiċi rotob fil-laminazzjoni tal-qalba, li jistgħu jkunu aktar għaljin.
L-użu ta 'koljaturi distribwiti jfisser li l-azzar manjetiku m'għandux għalfejn jiġi segmentat; Jistgħu jkunu forom aktar sempliċi u aktar faċli biex jiġu manifatturati. It-tnaqqis tad-daqs tal-azzar manjetiku u l-iżgurar tal-faċilità tal-manifattura tiegħu għandu impatt sinifikanti fuq it-tnaqqis tal-ispejjeż.
Id-disinn ta 'dan il-mutur tal-fluss axjali jista' wkoll jiġi personalizzat skont il-ħtiġijiet tal-klijent. Il-klijenti għandhom verżjonijiet personalizzati żviluppati madwar disinn bażiku. Imbagħad manifatturat fuq linja ta 'produzzjoni ta' prova għal verifika bikrija tal-produzzjoni, li tista 'tiġi replikata f'fabbriki oħra.
L-adattament huwa prinċipalment minħabba li l-prestazzjoni tal-vettura tiddependi mhux biss fuq id-disinn tal-mutur tal-fluss manjetiku axjali, iżda wkoll fuq il-kwalità tal-istruttura tal-vettura, il-pakkett tal-batterija u l-BMS.
Ħin tal-post: Settembru-28-2023
