Í samanburði við geislaflæðismótora hafa axialflæðismótorar marga kosti í hönnun rafknúinna ökutækja. Til dæmis geta axial flux mótorar breytt hönnun aflrásarinnar með því að færa mótorinn frá ásnum inn á hjólin.
1.Axa afl
Ásflæðismótorareru að fá aukna athygli (ná grip). Í mörg ár hefur þessi tegund af mótor verið notuð í kyrrstæðum notkunum eins og lyftum og landbúnaðarvélum, en undanfarinn áratug hafa margir þróunaraðilar unnið að því að bæta þessa tækni og nota hana á rafmótorhjól, flugvallarbelgur, vöruflutningabíla, rafmagnstæki. farartæki og jafnvel flugvélar.
Hefðbundnir geislaflæðismótorar nota varanlega segla eða örvunarmótora, sem hafa náð miklum framförum í hagræðingu þyngdar og kostnaðar. Hins vegar eiga þeir í miklum erfiðleikum með að halda áfram að þróast. Ásflæði, allt önnur tegund af mótor, gæti verið góður valkostur.
Í samanburði við geislamyndaða mótora er skilvirka segulmagnaðir yfirborðsflatarmál axial flæðis varanlegs segulmótora yfirborð hreyfilsins, ekki ytra þvermál. Þess vegna, í ákveðnu rúmmáli mótors, geta axial flæði varanleg segulmótorar venjulega veitt meira tog.
Ásflæðismótorareru þéttari; Í samanburði við geislamyndaða mótora er axial lengd mótorsins mun styttri. Fyrir innri hjólmótora er þetta oft afgerandi þáttur. Fyrirferðarlítil uppbygging axialmótora tryggir meiri aflþéttleika og togþéttleika en sambærilegir geislamyndaðir mótorar og útilokar þannig þörfina fyrir mjög háan vinnsluhraða.
Skilvirkni axial flæðimótora er einnig mjög mikil, venjulega yfir 96%. Þetta er að þakka styttri einvíddarflæðisleiðinni, sem er sambærileg eða jafnvel meiri í skilvirkni miðað við bestu 2D geislaflæðismótora á markaðnum.
Lengd mótorsins er styttri, venjulega 5 til 8 sinnum styttri, og þyngdin minnkar einnig um 2 til 5 sinnum. Þessir tveir þættir hafa breytt vali hönnuða rafbílapalla.
2. Axial flux tækni
Það eru tvær helstu staðfræði fyriraxial flux mótorar: Tvöfaldur númer einn stator (stundum nefndur torus stíl vélar) og einn númer tvöfaldur stator.
Eins og er, nota flestir varanlegir segulmótorar geislaflæðisviðfræði. Segulflæðishringrásin byrjar með varanlegum segli á snúningnum, fer í gegnum fyrstu tönnina á statornum og rennur síðan geislavirkt meðfram statornum. Farðu síðan í gegnum aðra tönnina til að ná öðru segulstálinu á snúningnum. Í staðfræði ásflæðis með tvöföldum snúningi byrjar flæðislykkjan frá fyrsta seglinum, fer áslega í gegnum statortennurnar og nær strax öðrum seglinum.
Þetta þýðir að flæðisleiðin er mun styttri en geislaflæðismótora, sem leiðir til minni mótorrúmmáls, meiri aflþéttleika og skilvirkni við sama afl.
Geislamyndaður mótor, þar sem segulflæðið fer í gegnum fyrstu tönnina og fer síðan aftur í næstu tönn í gegnum statorinn og nær til segulsins. Segulflæði fylgir tvívíða leið.
Segulflæðisleið axial segulflæðisvélar er einvídd, þannig að hægt er að nota kornastillt rafmagnsstál. Þetta stál auðveldar flæðinu að fara í gegnum og eykur þar með skilvirkni.
Radial flux mótorar nota venjulega dreifða vafningar, þar sem allt að helmingur vindaenda virkar ekki. Yfirhangið á spólunni mun leiða til aukinnar þyngdar, kostnaðar, rafviðnáms og meira hitataps, sem neyðir hönnuði til að bæta vafningshönnunina.
Spólan endar áaxial flux mótorareru mun minni og sum hönnun notar einbeittar eða sundurliðaðar vafningar, sem eru fullkomlega áhrifaríkar. Fyrir geislamyndaðar vélar með geislamynduðum statorum getur rof á segulflæðisbrautinni í statornum valdið auknu tapi, en fyrir axialflæðismótora er þetta ekki vandamál. Hönnun spóluvindunnar er lykillinn að því að aðgreina stig birgja.
3. Þróun
Ásflæðismótorar standa frammi fyrir nokkrum alvarlegum áskorunum í hönnun og framleiðslu, þrátt fyrir tæknilega kosti þeirra er kostnaður þeirra mun hærri en geislamótorar. Fólk hefur mjög ítarlegan skilning á geislamynduðum mótorum og framleiðsluaðferðir og vélrænn búnaður eru einnig tiltækar.
Ein helsta áskorun axial flæðimótora er að viðhalda samræmdu loftbili á milli snúðs og stators, þar sem segulkrafturinn er mun meiri en geislamyndaðra mótora, sem gerir það erfitt að viðhalda samræmdu loftbili. Ásflæðismótorinn með tvöföldum snúningi hefur einnig vandamál með hitaleiðni, þar sem vindan er staðsett djúpt inni í statornum og á milli tveggja snúningsdiskanna, sem gerir hitaleiðni mjög erfitt.
Ásflæðismótorar eru líka erfiðir í framleiðslu af mörgum ástæðum. Vélin með tvöfalda snúninga sem notar tvöfalda snúningsvél með yokes topology (þ.e. að fjarlægja járnokið úr statornum en halda járntennunum) sigrast á sumum þessara vandamála án þess að stækka þvermál mótorsins og segullinn.
Hins vegar, að fjarlægja okið hefur í för með sér nýjar áskoranir, eins og hvernig á að laga og staðsetja einstakar tennur án vélrænnar oktengingar. Kæling er líka meiri áskorun.
Það er líka erfitt að framleiða snúninginn og viðhalda loftbilinu þar sem snúningsskífan dregur að sér snúninginn. Kosturinn er sá að snúningsskífurnar eru beintengdar í gegnum skafthring, þannig að kraftarnir draga hver annan út. Þetta þýðir að innri legan þolir ekki þessa krafta og eina hlutverk þess er að halda statornum í miðstöðu á milli tveggja snúningsdiskanna.
Tvöfaldur stator einn snúningur mótorar standa ekki frammi fyrir áskorunum hringlaga mótora, en hönnun statorsins er miklu flóknari og erfiðara að ná fram sjálfvirkni og tengdur kostnaður er einnig hár. Ólíkt öllum hefðbundnum geislaflæðismótorum hafa axial mótor framleiðsluferli og vélrænn búnaður aðeins nýlega komið fram.
4. Notkun rafknúinna ökutækja
Áreiðanleiki skiptir sköpum í bílaiðnaðinum og sannar áreiðanleika og styrkleika mismunandiaxial flux mótorarað sannfæra framleiðendur um að þessir mótorar henti til fjöldaframleiðslu hefur alltaf verið áskorun. Þetta hefur orðið til þess að birgjar áshreyfla hafa framkvæmt umfangsmikið löggildingarprógram á eigin spýtur, þar sem hver birgir sýnir fram á að áreiðanleiki mótoranna er ekkert frábrugðinn hefðbundnum geislaflæðismótorum.
Eini íhluturinn sem getur slitnað íaxial flux mótorer legurnar. Lengd axial segulflæðisins er tiltölulega stutt og staðsetning leganna er nær, venjulega hönnuð til að vera örlítið „yfirstærð“. Sem betur fer hefur axial flæðimótorinn minni snúningsmassa og þolir lægri kraftskaft álags á snúningnum. Þess vegna er raunverulegur kraftur sem beitt er á legurnar miklu minni en á geislaflæðismótornum.
Rafræn ás er ein af fyrstu notkun axial mótora. Þynnri breiddin getur hulið mótorinn og gírkassann í ásinn. Í blendingsforritum styttir styttri axial lengd mótorsins aftur heildarlengd flutningskerfisins.
Næsta skref er að setja axial mótorinn á hjólið. Þannig er hægt að senda kraft beint frá mótornum til hjólanna, sem bætir skilvirkni mótorsins. Vegna brotthvarfs gírkassa, mismunadrifs og drifskafta hefur flókið kerfi einnig minnkað.
Hins vegar virðist sem staðlaðar stillingar hafi ekki enn birst. Sérhver framleiðandi upprunalegs búnaðar er að rannsaka sérstakar stillingar, þar sem mismunandi stærðir og lögun axialmótora geta breytt hönnun rafknúinna ökutækja. Í samanburði við geislamyndaða mótora hafa axial mótorar meiri aflþéttleika, sem þýðir að hægt er að nota smærri axial mótora. Þetta býður upp á nýja hönnunarmöguleika fyrir bílapalla, svo sem staðsetningu rafhlöðupakka.
4.1 Skipt armatur
YASA (Yokeless and Segmented Armature) mótoryfirborðsfræði er dæmi um staðfræði með tvöföldum snúningi með einum stator, sem dregur úr framleiðsluflókinni og hentar fyrir sjálfvirka fjöldaframleiðslu. Þessir mótorar hafa aflþéttleika allt að 10 kW/kg við hraða á bilinu 2000 til 9000 snúninga á mínútu.
Með því að nota sérstakan stjórnanda getur það veitt 200 kVA straum fyrir mótorinn. Stýringin er um það bil 5 lítrar að rúmmáli og vegur 5,8 kíló, þar á meðal hitastjórnun með díselolíukælingu, hentugur fyrir axial flæðismótora sem og innleiðslu- og geislaflæðismótora.
Þetta gerir framleiðendum upprunalegs tækjabúnaðar rafknúinna ökutækja og fyrsta flokks þróunaraðilum kleift að velja á sveigjanlegan hátt viðeigandi mótor út frá notkuninni og lausu plássi. Minni stærð og þyngd gerir ökutækið léttara og hefur fleiri rafhlöður og eykur þar með drægni.
5. Notkun rafmótorhjóla
Fyrir rafmótorhjól og fjórhjól hafa sum fyrirtæki þróað AC axial flux mótora. Hönnunin sem er almennt notuð fyrir þessa tegund ökutækja er DC bursta-undirstaða ásflæðishönnun, en nýja varan er AC, fulllokuð burstalaus hönnun.
Spólur bæði jafnstraums- og riðstraumsmótora eru kyrrstæðar, en tvískiptur snúningur nota varanlega segulmagnaðir í stað snúningsbúnaðar. Kosturinn við þessa aðferð er að hún krefst ekki vélrænnar bakfærslu.
AC axial hönnunin getur einnig notað staðlaða þriggja fasa AC mótorstýringar fyrir geislamyndaða mótora. Þetta hjálpar til við að draga úr kostnaði, þar sem stjórnandinn stjórnar togstraumnum, ekki hraðanum. Stýringin krefst tíðni sem er 12 kHz eða hærri, sem er almenn tíðni slíkra tækja.
Hærri tíðnin kemur frá lægri vindspennu sem er 20 µH. Tíðnin getur stjórnað straumnum til að lágmarka straumgára og tryggja sinusoidal merki eins slétt og mögulegt er. Frá kraftmiklu sjónarhorni er þetta frábær leið til að ná mýkri mótorstýringu með því að gera ráð fyrir hröðum togbreytingum.
Þessi hönnun samþykkir dreifða tveggja laga vinda, þannig að segulflæðið flæðir frá snúningnum til annars snúðs í gegnum statorinn, með mjög stuttri leið og meiri skilvirkni.
Lykillinn að þessari hönnun er að hún getur starfað við hámarksspennu upp á 60 V og hentar ekki fyrir hærri spennukerfi. Þess vegna er hægt að nota það fyrir rafmótorhjól og L7e flokki fjórhjóla farartæki eins og Renault Twizy.
Hámarksspenna 60 V gerir kleift að samþætta mótorinn í almenn 48 V rafkerfi og einfalda viðhaldsvinnu.
L7e fjórhjóla mótorhjólaforskriftirnar í evrópsku rammareglugerðinni 2002/24/EB kveða á um að þyngd ökutækja sem notuð eru til vöruflutninga fari ekki yfir 600 kíló, að þyngd rafgeyma undanskildum. Þessi ökutæki mega ekki flytja meira en 200 kíló af farþegum, ekki meira en 1000 kíló af farmi og ekki meira en 15 kílóvött af vélarafli. Dreifða vindaaðferðin getur veitt 75-100 Nm tog, með hámarksafli upp á 20-25 kW og samfellt afl 15 kW.
Áskorunin við axial flæði liggur í því hvernig koparvindar dreifa hita, sem er erfitt vegna þess að varmi verður að fara í gegnum snúninginn. Dreifða vindan er lykillinn að því að leysa þetta vandamál, þar sem hún hefur mikinn fjölda stangaraufa. Þannig er stærra yfirborð á milli kopars og skeljar og hægt er að flytja varma að utan og losa með venjulegu fljótandi kælikerfi.
Margir segulskautar eru lykillinn að því að nota sinusoidal bylgjuform, sem hjálpa til við að draga úr harmonikum. Þessar harmóníkur koma fram sem upphitun á seglum og kjarna, en koparhlutir geta ekki borið hitann í burtu. Þegar hiti safnast fyrir í seglum og járnkjarna minnkar skilvirkni og þess vegna skiptir sköpum fyrir afköst mótorsins að fínstilla bylgjuformið og hitaleiðina.
Hönnun mótorsins hefur verið fínstillt til að draga úr kostnaði og ná fram sjálfvirkri fjöldaframleiðslu. Útpressaður húshringur krefst ekki flóknar vélrænnar vinnslu og getur dregið úr efniskostnaði. Hægt er að vinda spóluna beint og tengingarferli er notað meðan á vindaferlinu stendur til að viðhalda réttri samsetningarformi.
Lykilatriðið er að spólan er úr venjulegum vír sem fást í verslun, en járnkjarnan er lagskipt með staðlaða spennu stáli, sem einfaldlega þarf að skera í lögun. Önnur mótorhönnun krefst þess að nota mjúk segulmagnaðir efni í kjarnalaminering, sem gæti verið dýrara.
Notkun dreifðra vafninga þýðir að segulstálið þarf ekki að vera í sundur; Þeir geta verið einfaldari form og auðveldara að framleiða. Að draga úr stærð segulstáls og tryggja að það sé auðvelt að framleiða það hefur veruleg áhrif á að draga úr kostnaði.
Hönnun þessa ásflæðismótor er einnig hægt að aðlaga í samræmi við kröfur viðskiptavina. Viðskiptavinir hafa sérsniðnar útgáfur þróaðar í kringum grunnhönnun. Síðan framleidd á prufuframleiðslulínu til snemma framleiðslusannprófunar, sem hægt er að endurtaka í öðrum verksmiðjum.
Sérsniðin er aðallega vegna þess að frammistaða ökutækisins veltur ekki aðeins á hönnun axial segulflæðismótorsins, heldur einnig á gæðum ökutækisins, rafhlöðupakka og BMS.
Birtingartími: 28. september 2023
