Dibandingkeun sareng motor fluks radial, motor fluks axial gaduh seueur kaunggulan dina desain kendaraan listrik. Salaku conto, motor fluks axial tiasa ngarobih desain powertrain ku cara ngagerakkeun motor tina as ka jero roda.
1.Axis kakuatan
Motor fluks axialnu narima ngaronjat perhatian (gain traction). Mangtaun-taun, motor jinis ieu parantos dianggo dina aplikasi stasioner sapertos elevators sareng mesin pertanian, tapi dina dasawarsa katukang, seueur pamekar anu ngusahakeun ningkatkeun téknologi ieu sareng nerapkeun kana motor listrik, pod bandara, treuk kargo, listrik. kandaraan, komo kapal terbang.
Motor fluks radial tradisional nganggo magnet permanén atanapi motor induksi, anu parantos kamajuan anu signifikan dina ngaoptimalkeun beurat sareng biaya. Sanajan kitu, aranjeunna nyanghareupan loba kasusah dina neraskeun ngembangkeun. Axial flux, tipe motor lengkep beda, bisa jadi alternatif alus.
Dibandingkeun jeung motor radial, aréa permukaan magnét éféktif fluks axial motor magnet permanén nyaéta beungeut rotor motor, teu diaméterna luar. Ku alatan éta, dina volume tangtu motor, fluks axial motor magnet permanén biasana bisa nyadiakeun torsi gede.
Motor fluks axialleuwih kompak; Dibandingkeun sareng motor radial, panjang axial motor langkung pondok. Pikeun motor kabayang internal, ieu téh mindeng faktor krusial. Struktur kompak motor axial mastikeun kapadetan kakuatan sareng dénsitas torsi anu langkung luhur tibatan motor radial anu sami, sahingga ngaleungitkeun kabutuhan pikeun kecepatan operasi anu luhur pisan.
Efisiensi motor fluks axial ogé luhur pisan, biasana ngaleuwihan 96%. Ieu berkat jalur fluks hiji diménsi anu langkung pondok, anu tiasa dibandingkeun atanapi langkung luhur dina efisiensi dibandingkeun sareng motor fluks radial 2D pangsaéna dina pasaran.
Panjang motor langkung pondok, biasana 5 dugi ka 8 kali langkung pondok, sareng beuratna ogé dikirangan ku 2 dugi ka 5 kali. Dua faktor ieu parantos ngarobih pilihan desainer platform kendaraan listrik.
2. Téknologi fluks Axial
Aya dua topologi utama pikeunmotor fluks axial: dual rotor single stator (kadangkala disebut torus gaya mesin) jeung single rotor dual stator.
Ayeuna, kalolobaan motor magnet permanén nganggo topologi fluks radial. Sirkuit fluks magnét dimimitian ku magnet permanén dina rotor nu, ngaliwatan huntu kahiji dina stator nu, lajeng ngalir radially sapanjang stator nu. Lajeng ngaliwatan huntu kadua pikeun ngahontal baja magnét kadua dina rotor nu. Dina topologi fluks axial rotor ganda, loop fluks dimimitian ti magnet kahiji, ngaliwatan axially ngaliwatan huntu stator, sarta langsung ngahontal magnet kadua.
Ieu ngandung harti yén jalur fluks jauh leuwih pondok batan motor fluks radial, hasilna volume motor leutik, kapadetan kakuatan leuwih luhur sarta efisiensi dina kakuatan nu sarua.
Motor radial, dimana fluks magnét ngaliwatan huntu kahiji lajeng balik deui ka huntu hareup ngaliwatan stator, ngahontal magnet. Fluks magnét nuturkeun jalur dua diménsi.
Jalur fluks magnét tina mesin fluks magnét axial nyaéta hiji diménsi, ku kituna baja listrik berorientasi gandum tiasa dianggo. Baja ieu ngagampangkeun fluks ngaliwat, ku kituna ningkatkeun efisiensi.
Motor fluks radial sacara tradisional ngagunakeun gulungan anu disebarkeun, dugi ka satengah tina tungtung belitan henteu jalan. The coil overhang bakal ngahasilkeun beurat tambahan, ongkos, résistansi listrik, sarta leungitna panas leuwih, forcing désainer pikeun ngaronjatkeun desain pungkal.
The coil tungtung tinamotor fluks axialloba kurang, sarta sababaraha desain ngagunakeun windings kentel atanapi segmented, nu lengkep éféktif. Pikeun mesin radial stator segmented, beubeulahan jalur fluks magnét dina stator bisa mawa karugian tambahan, tapi pikeun motor fluks axial, ieu teu jadi masalah. Desain gulungan coil mangrupakeun konci pikeun ngabédakeun tingkat suppliers.
3. Pangwangunan
Motor fluks Axial nyanghareupan sababaraha tantangan serius dina rarancang jeung produksi, sanajan kaunggulan téhnologis maranéhanana, waragad maranéhanana jauh leuwih luhur batan motor radial. Jalma gaduh pamahaman anu lengkep ngeunaan motor radial, sareng metode manufaktur sareng alat mékanis ogé sayogi.
Salah sahiji tantangan utama motor fluks axial nyaéta pikeun ngajaga celah hawa anu seragam antara rotor sareng stator, sabab gaya magnétna langkung ageung tibatan motor radial, sahingga hésé ngajaga celah hawa anu seragam. Motor fluks axial rotor ganda ogé ngagaduhan masalah dissipation panas, sabab pungkalna aya dina jero stator sareng antara dua cakram rotor, ngajantenkeun dissipation panas hésé pisan.
Motor fluks Axial ogé sesah didamel kusabab seueur alesan. Mesin rotor ganda ngagunakeun mesin rotor ganda kalawan topologi yokes (ie nyoplokkeun yoke beusi ti stator tapi nahan huntu beusi) overcomes sababaraha masalah ieu tanpa dilegakeun diaméter motor jeung magnet.
Sanajan kitu, nyoplokkeun yoke mawa tantangan anyar, kayaning kumaha carana ngalereskeun sarta posisi huntu individu tanpa sambungan yoke mékanis. Cooling oge tantangan gede.
Éta ogé hésé pikeun ngahasilkeun rotor jeung ngajaga celah hawa, salaku disc rotor metot rotor nu. Kauntungannana nyaéta yén cakram rotor disambungkeun langsung ngaliwatan cingcin aci, jadi gaya ngabolaykeun silih kaluar. Ieu ngandung harti yén bearing internal teu tahan gaya ieu, sarta ngan fungsi na tetep stator dina posisi tengah antara dua cakram rotor.
Motor rotor tunggal stator ganda henteu nyanghareupan tangtangan motor sirkular, tapi desain stator langkung rumit sareng sesah pikeun ngahontal otomatisasi, sareng biaya anu aya hubunganana ogé luhur. Beda sareng motor fluks radial tradisional, prosés manufaktur motor axial sareng alat mékanis nembé muncul.
4. Aplikasi kandaraan listrik
Kaandalan penting pisan dina industri otomotif, sareng ngabuktikeun réliabilitas sareng kateguhan anu bédamotor fluks axialpikeun ngayakinkeun pabrik yén motor ieu cocog pikeun produksi masal sok geus tangtangan. Ieu nyababkeun panyadia motor axial pikeun ngalaksanakeun program validasi éksténsif sorangan, kalayan masing-masing supplier nunjukkeun yén réliabilitas motorna henteu béda ti motor fluks radial tradisional.
Hijina komponén nu bisa ngagem kaluar dinamotor fluks axialnyaeta bearing. Panjang fluks magnét axial relatif pondok, sarta posisi arah leuwih deukeut, biasana dirancang rada "leuwih dimensioned". Untungna, motor fluks axial gaduh massa rotor anu langkung alit sareng tiasa nahan beban aci dinamis rotor anu langkung handap. Ku alatan éta, gaya sabenerna dilarapkeun ka arah jauh leuwih leutik batan nu motor fluks radial.
As éléktronik nyaéta salah sahiji aplikasi mimiti motor axial. Lebar anu langkung ipis tiasa ngarangkum motor sareng kotak gear dina as. Dina aplikasi hibrid, panjang axial motor anu langkung pondok dina gilirannana ngirangan total panjang sistem transmisi.
Lengkah saterusna nyaéta masang motor axial dina roda. Ku cara kieu, kakuatan tiasa langsung dikirimkeun tina motor ka roda, ningkatkeun efisiensi motor. Alatan ngaleungitkeun transmisi, diferensial, sareng driveshafts, pajeulitna sistem ogé parantos ngirangan.
Nanging, sigana yén konfigurasi standar henteu acan muncul. Masing-masing pabrikan alat asli naliti konfigurasi khusus, sabab ukuran sareng bentuk motor aksial anu béda-béda tiasa ngarobih desain kendaraan listrik. Dibandingkeun sareng motor radial, motor axial gaduh kapadetan kakuatan anu langkung luhur, anu hartosna motor axial anu langkung alit tiasa dianggo. Ieu nyayogikeun pilihan desain énggal pikeun platform kendaraan, sapertos panempatan bungkus batré.
4.1 Segmented armature
Topologi motor YASA (Yokeless sareng Segmented Armature) mangrupikeun conto topologi stator tunggal rotor ganda, anu ngirangan pajeulitna manufaktur sareng cocog pikeun produksi masal otomatis. Motor ieu boga kapadetan kakuatan nepi ka 10 kW/kg dina laju 2000 nepi ka 9000 rpm.
Ngagunakeun controller dedicated, éta bisa nyadiakeun arus 200 kVA pikeun motor. Controller ngabogaan volume kira 5 liter jeung weighs 5.8 kilogram, kaasup manajemén termal jeung cooling minyak diéléktrik, cocog pikeun motor fluks axial ogé motor induksi jeung fluks radial.
Hal ieu ngamungkinkeun pabrik alat-alat aslina kandaraan listrik sarta pamekar tingkat kahiji pikeun flexibly milih motor luyu dumasar kana aplikasi tur spasi sadia. Ukuran sareng beurat anu langkung alit ngajantenkeun kendaraan langkung hampang sareng gaduh batré langkung seueur, ku kituna ningkatkeun dorongan jangkauan.
5. Aplikasi motor listrik
Pikeun motor listrik sareng ATV, sababaraha perusahaan parantos ngembangkeun motor fluks axial AC. Desain anu biasa dianggo pikeun jinis kendaraan ieu nyaéta desain fluks axial dumasar sikat DC, sedengkeun produk énggal nyaéta AC, desain tanpa sikat anu disegel.
The coils duanana DC jeung AC motor tetep cicing, tapi rotors dual ngagunakeun magnet permanén tinimbang puteran armatures. Kauntungannana metoda ieu nyaeta teu merlukeun reversing mékanis.
Desain axial AC ogé tiasa nganggo kontrol motor AC tilu-fase standar pikeun motor radial. Ieu mantuan pikeun ngurangan biaya, sakumaha controller nu ngatur arus torsi, teu speed. Controller merlukeun frékuénsi 12 kHz atawa saluhureuna, nu mangrupakeun frékuénsi mainstream alat sapertos.
Frékuénsi luhur asalna tina induktansi pungkal handap 20 µ H. Frékuénsi bisa ngadalikeun arus pikeun ngaleutikan ripple arus jeung mastikeun sinyal sinusoida mulus-gancang. Tina sudut pandang dinamis, ieu mangrupikeun cara anu hadé pikeun ngahontal kontrol motor anu langkung lancar ku ngamungkinkeun parobahan torsi gancang.
Desain ieu adopts a disebarkeun ganda-lapisan pungkal, jadi fluks magnét ngalir ti rotor ka rotor sejen ngaliwatan stator nu, kalawan jalur pisan pondok tur efisiensi luhur.
Konci pikeun desain ieu nyaéta yén éta tiasa beroperasi dina tegangan maksimum 60 V sareng henteu cocog pikeun sistem tegangan anu langkung luhur. Ku alatan éta, éta bisa dipaké pikeun motor listrik jeung kandaraan roda opat kelas L7e kayaning Renault Twizy.
Tegangan maksimum 60 V ngamungkinkeun motor diintegrasikeun kana sistem listrik 48 V arus utama sareng nyederhanakeun padamelan pangropéa.
Spésifikasi motor roda opat L7e dina Peraturan Kerangka Éropa 2002/24/EC nyatakeun yén beurat kendaraan anu dianggo pikeun ngangkut barang henteu langkung ti 600 kilogram, henteu kalebet beurat batré. Kandaraan ieu diidinan mawa henteu langkung ti 200 kilogram panumpang, henteu langkung ti 1000 kilogram kargo, sareng henteu langkung ti 15 kilowatt kakuatan mesin. Métode gulung anu disebarkeun tiasa nyayogikeun torsi 75-100 Nm, kalayan kakuatan kaluaran puncak 20-25 kW sareng kakuatan kontinyu 15 kW.
Tangtangan fluks axial perenahna di kumaha windings tambaga dissipate panas, nu hese sabab panas kudu ngaliwatan rotor nu. The pungkal disebarkeun mangrupakeun konci pikeun ngarengsekeun masalah ieu, sabab boga angka nu gede ngarupakeun liang kutub. Ku cara kieu, aya aréa permukaan leuwih badag antara tambaga jeung cangkang, sarta panas bisa dipindahkeun ka luar jeung discharged ku sistem cooling cair baku.
Sababaraha kutub magnét mangrupakeun konci pikeun ngamangpaatkeun bentuk gelombang sinusoida, nu mantuan ngurangan harmonik. Harmonik ieu diwujudkeun salaku pemanasan magnét sareng inti, sedengkeun komponén tambaga henteu tiasa ngaleungitkeun panas. Nalika panas accumulates di magnét sarta cores beusi, efisiensi nurun, naha nu optimizing gelombang na jalur panas téh krusial pikeun kinerja motor.
Desain motor parantos dioptimalkeun pikeun ngirangan biaya sareng ngahontal produksi masal otomatis. Ring perumahan extruded teu merlukeun processing mékanis kompléks jeung bisa ngurangan biaya bahan. Coil bisa langsung tatu sarta prosés beungkeutan dipaké salila prosés pungkal pikeun ngajaga bentuk assembly bener.
Titik konci éta coil dijieunna tina kawat sadia komersil baku, sedengkeun inti beusi ieu laminated kalawan standar diteundeun kaluar baja trafo rak, nu saukur perlu motong kana bentuk. Desain motor séjén merlukeun pamakéan bahan magnét lemes dina lamination inti, nu bisa jadi leuwih mahal.
Pamakéan windings disebarkeun hartina baja magnét teu perlu segmented; Éta tiasa janten bentuk anu langkung saderhana sareng langkung gampang didamel. Ngurangan ukuran baja magnét sarta mastikeun betah na manufaktur boga dampak signifikan dina ngurangan biaya.
Desain motor fluks axial ieu ogé bisa ngaropéa nurutkeun sarat customer. Konsumén geus ngaropéa versi dimekarkeun sabudeureun desain dasar. Teras diproduksi dina jalur produksi uji coba pikeun verifikasi produksi awal, anu tiasa ditiru di pabrik sanés.
Kustomisasi utamina kusabab kinerja kendaraan henteu ngan ukur gumantung kana desain motor fluks magnét axial, tapi ogé dina kualitas struktur kendaraan, pak batré, sareng BMS.
waktos pos: Sep-28-2023
