Радиалды ағынды қозғалтқыштармен салыстырғанда осьтік ағынды қозғалтқыштар электрлік көлікті жобалауда көптеген артықшылықтарға ие.Мысалы, осьтік ағынды қозғалтқыштар қозғалтқышты осьтен доңғалақтардың ішкі жағына жылжыту арқылы қуат блогының дизайнын өзгерте алады.
1. Қуат осі
Осьтік ағынды қозғалтқыштарбарған сайын назар аударып отыр (тартымдылыққа ие болу).Көптеген жылдар бойы қозғалтқыштың бұл түрі элеваторлар мен ауылшаруашылық машиналары сияқты стационарлық қолданбаларда қолданылды, бірақ соңғы онжылдықта көптеген әзірлеушілер бұл технологияны жақсарту және оны электрлік мотоциклдерге, әуежайларға, жүк көліктеріне, электр машиналарына қолданумен айналысты. көліктер, тіпті ұшақтар.
Дәстүрлі радиалды ағынды қозғалтқыштар салмағы мен құнын оңтайландыруда айтарлықтай прогреске қол жеткізген тұрақты магниттерді немесе асинхронды қозғалтқыштарды пайдаланады.Дегенмен, олар дамуды жалғастыруда көптеген қиындықтарға тап болады.Мотордың мүлдем басқа түрі осьтік ағын жақсы балама болуы мүмкін.
Радиалды қозғалтқыштармен салыстырғанда осьтік ағынды тұрақты магнитті қозғалтқыштардың тиімді магниттік бетінің ауданы сыртқы диаметрі емес, қозғалтқыш роторының беті болып табылады.Сондықтан қозғалтқыштың белгілі бір көлемінде осьтік ағын тұрақты магнитті қозғалтқыштар әдетте үлкен моментті қамтамасыз ете алады.
Осьтік ағынды қозғалтқыштарықшамырақ;Радиалды қозғалтқыштармен салыстырғанда қозғалтқыштың осьтік ұзындығы әлдеқайда қысқа.Ішкі дөңгелек қозғалтқыштары үшін бұл көбінесе шешуші фактор болып табылады.Осьтік қозғалтқыштардың ықшам құрылымы ұқсас радиалды қозғалтқыштарға қарағанда жоғары қуат тығыздығы мен айналу моментінің тығыздығын қамтамасыз етеді, осылайша өте жоғары жұмыс жылдамдығының қажеттілігін болдырмайды.
Осьтік ағынды қозғалтқыштардың тиімділігі де өте жоғары, әдетте 96% -дан асады.Бұл нарықтағы ең жақсы 2D радиалды ағын қозғалтқыштарымен салыстырғанда тиімділігі жағынан салыстырмалы немесе одан да жоғары болатын қысқа, бір өлшемді ағын жолының арқасында.
Қозғалтқыштың ұзындығы қысқа, әдетте 5-8 есе қысқа, ал салмағы да 2-5 есе азаяды.Бұл екі фактор электромобиль платформасының дизайнерлерінің таңдауын өзгертті.
2. Осьтік ағынның технологиясы
үшін екі негізгі топология баросьтік ағынды қозғалтқыштар: қос роторлы бір статор (кейде торус стиліндегі машиналар деп аталады) және бір роторлы қос статор.
Қазіргі уақытта тұрақты магнитті қозғалтқыштардың көпшілігі радиалды ағынның топологиясын пайдаланады.Магнит ағынының тізбегі ротордағы тұрақты магниттен басталып, статордағы бірінші тістен өтеді, содан кейін статор бойымен радиалды түрде ағады.Содан кейін ротордағы екінші магниттік болатқа жету үшін екінші тіс арқылы өтіңіз.Қос роторлы осьтік ағын топологиясында ағынның контуры бірінші магниттен басталып, статор тістері арқылы ось бойынша өтіп, бірден екінші магнитке жетеді.
Бұл ағынның жолы радиалды ағынды қозғалтқыштарға қарағанда әлдеқайда қысқа екенін білдіреді, нәтижесінде қозғалтқыш көлемі аз болады, қуат тығыздығы және бірдей қуаттағы тиімділік жоғарылайды.
Радиалды қозғалтқыш, мұнда магнит ағыны бірінші тіс арқылы өтеді, содан кейін статор арқылы келесі тіске оралып, магнитке жетеді.Магнит ағыны екі өлшемді жолмен жүреді.
Осьтік магнит ағыны машинасының магнит ағынының жолы бір өлшемді, сондықтан дәнге бағытталған электрлік болатты қолдануға болады.Бұл болат ағынның өтуін жеңілдетеді, осылайша тиімділікті арттырады.
Радиалды ағынды қозғалтқыштар дәстүрлі түрде бөлінген орамдарды пайдаланады, орама ұштарының жартысына дейін жұмыс істемейді.Катушканың асып кетуі қосымша салмаққа, шығындарға, электр кедергісіне және көбірек жылу жоғалуына әкеледі, бұл дизайнерлерді орама дизайнын жақсартуға мәжбүр етеді.
Орам бітедіосьтік ағынды қозғалтқыштарәлдеқайда аз, ал кейбір конструкциялар толығымен тиімді шоғырланған немесе сегменттелген орамдарды пайдаланады.Сегменттелген статор радиалды машиналары үшін статордағы магнит ағынының жолының үзілуі қосымша шығындарға әкелуі мүмкін, бірақ осьтік ағын қозғалтқыштары үшін бұл проблема емес.Орам орамының дизайны жеткізушілердің деңгейін ажыратудың кілті болып табылады.
3. Даму
Осьтік ағынды қозғалтқыштар дизайн мен өндірісте кейбір күрделі қиындықтарға тап болады, олардың технологиялық артықшылықтарына қарамастан, олардың құны радиалды қозғалтқыштарға қарағанда әлдеқайда жоғары.Адамдар радиалды қозғалтқыштарды өте жақсы түсінеді, сонымен қатар өндіріс әдістері мен механикалық жабдықтар да оңай қол жетімді.
Осьтік ағынды қозғалтқыштардың негізгі міндеттерінің бірі ротор мен статор арасындағы біркелкі ауа саңылауын сақтау болып табылады, өйткені магниттік күш радиалды қозғалтқыштарға қарағанда әлдеқайда көп, бұл біркелкі ауа саңылауын сақтауды қиындатады.Қос роторлы осьтік ағынды қозғалтқышта да жылуды бөлу мәселелері бар, өйткені орама статордың тереңінде және екі ротор дискілерінің арасында орналасқан, бұл жылуды таратуды қиындатады.
Осьтік ағынды қозғалтқыштарды өндіру де көптеген себептерге байланысты қиын.Қос роторлы машина қамыт топологиясы бар қос роторлы машинаны қолданатын (яғни темір қамытты статордан алып тастап, бірақ темір тістерді сақтайды) қозғалтқыштың диаметрі мен магнитін кеңейтпестен осы мәселелердің кейбірін жеңеді.
Дегенмен, қамытты алып тастау жаңа қиындықтар тудырады, мысалы, жеке тістерді механикалық қамыт қосылымынсыз қалай бекіту және орналастыру керек.Салқындату да қиынырақ.
Сондай-ақ роторды өндіру және ауа саңылауын сақтау қиын, өйткені ротор дискісі роторды тартады.Артықшылығы - ротор дискілері білік сақинасы арқылы тікелей қосылады, сондықтан күштер бір-бірін жояды.Бұл ішкі мойынтіректің бұл күштерге төтеп бермейтінін білдіреді және оның жалғыз қызметі статорды екі ротор дискілерінің арасындағы ортаңғы күйде ұстау болып табылады.
Қос статорлы бір роторлы қозғалтқыштар дөңгелек қозғалтқыштардың қиындықтарына тап болмайды, бірақ статордың дизайны әлдеқайда күрделі және автоматтандыруға қол жеткізу қиын, сонымен қатар байланысты шығындар да жоғары.Кез келген дәстүрлі радиалды ағынды қозғалтқыштан айырмашылығы, осьтік қозғалтқышты өндіру процестері мен механикалық жабдықтар жақында ғана пайда болды.
4. Электромобильдерді қолдану
Сенімділік автомобиль өнеркәсібінде өте маңызды және әртүрлі сенімділік пен беріктікті дәлелдейдіосьтік ағынды қозғалтқыштарөндірушілерді бұл қозғалтқыштардың жаппай өндіріске жарамды екеніне сендіру әрқашан қиын болды.Бұл осьтік қозғалтқыш жеткізушілерін кеңейтілген валидация бағдарламаларын өз бетінше орындауға итермеледі, әрбір жеткізуші олардың қозғалтқыш сенімділігі дәстүрлі радиалды ағынды қозғалтқыштардан еш айырмашылығы жоқ екенін көрсетті.
Құрамында тозуы мүмкін жалғыз компонентосьтік ағын қозғалтқышыподшипниктер болып табылады.Осьтік магнит ағынының ұзындығы салыстырмалы түрде қысқа, ал мойынтіректердің орналасуы жақынырақ, әдетте сәл «өлшемді» етіп жасалған.Бақытымызға орай, осьтік ағын қозғалтқышы ротордың кіші массасына ие және ротордың төменгі динамикалық білік жүктемелеріне төтеп бере алады.Демек, мойынтіректерге қолданылатын нақты күш радиалды ағынды қозғалтқышқа қарағанда әлдеқайда аз.
Электрондық ось - осьтік қозғалтқыштардың алғашқы қолданбаларының бірі.Жіңішке ені қозғалтқышты және редукторды осьте қамтуы мүмкін.Гибридті қосымшаларда қозғалтқыштың қысқа осьтік ұзындығы өз кезегінде трансмиссия жүйесінің жалпы ұзындығын қысқартады.
Келесі қадам дөңгелекке осьтік қозғалтқышты орнату болып табылады.Осылайша, қуатты қозғалтқыштан дөңгелектерге тікелей беруге болады, бұл қозғалтқыштың тиімділігін арттырады.Трансмиссиялардың, дифференциалдардың және жетек біліктерінің жойылуына байланысты жүйенің күрделілігі де азайды.
Дегенмен, стандартты конфигурациялар әлі пайда болмаған сияқты.Әрбір түпнұсқалық жабдық өндірушісі нақты конфигурацияларды зерттейді, өйткені осьтік қозғалтқыштардың әртүрлі өлшемдері мен пішіндері электр көліктерінің дизайнын өзгертуі мүмкін.Радиалды қозғалтқыштармен салыстырғанда осьтік қозғалтқыштар жоғары қуат тығыздығына ие, яғни кішірек осьтік қозғалтқыштарды пайдалануға болады.Бұл аккумуляторлық жинақтарды орналастыру сияқты көлік платформалары үшін жаңа дизайн нұсқаларын ұсынады.
4.1 Сегменттелген арматура
YASA (Қамытсыз және сегменттелген арматура) қозғалтқыш топологиясы өндірістің күрделілігін төмендететін және автоматтандырылған жаппай өндіріске жарамды қос роторлы бір статор топологиясының мысалы болып табылады.Бұл қозғалтқыштар 2000-нан 9000 айн/мин айналымға дейінгі жылдамдықта 10 кВт/кг дейін қуат тығыздығына ие.
Арнайы контроллерді пайдалана отырып, ол қозғалтқыш үшін 200 кВА ток бере алады.Контроллердің көлемі шамамен 5 литр және салмағы 5,8 килограмды құрайды, оның ішінде диэлектрлік майды салқындатумен термиялық басқару, осьтік ағынды қозғалтқыштарға, сондай-ақ асинхронды және радиалды ағын қозғалтқыштарына жарамды.
Бұл электр көлігінің түпнұсқалық жабдықтарын өндірушілерге және бірінші деңгейдегі әзірлеушілерге қолданбаға және қолжетімді кеңістікке негізделген сәйкес қозғалтқышты икемді түрде таңдауға мүмкіндік береді.Кішірек өлшем мен салмақ көлікті жеңілдетеді және көп батареяларға ие болады, осылайша диапазонды арттырады.
5. Электрлік мотоциклдерді қолдану
Электрлік мотоциклдер мен квадроциклдер үшін кейбір компаниялар айнымалы ток осьтік ағынының қозғалтқыштарын әзірледі.Көліктің бұл түрі үшін жиі қолданылатын дизайн тұрақты ток щеткасына негізделген осьтік ағынның конструкциялары болып табылады, ал жаңа өнім айнымалы ток, толығымен тығыздалған щеткасыз дизайн.
Тұрақты және айнымалы ток қозғалтқыштарының катушкалары тұрақты болып қалады, бірақ қос роторлар айналмалы якорьдің орнына тұрақты магниттерді пайдаланады.Бұл әдістің артықшылығы механикалық кері айналдыруды қажет етпейді.
Айнымалы ток осьтік конструкциясы радиалды қозғалтқыштар үшін стандартты үш фазалы айнымалы ток қозғалтқыш контроллерін де пайдалана алады.Бұл шығындарды азайтуға көмектеседі, өйткені контроллер жылдамдықты емес, крутящий токты басқарады.Контроллер 12 кГц немесе одан жоғары жиілікті қажет етеді, бұл мұндай құрылғылардың негізгі жиілігі болып табылады.
Жоғары жиілік орамның төменгі индуктивтілігі 20 мк H. Жиілік ток толқынын азайту және синусоидалы сигналды мүмкіндігінше тегіс қамтамасыз ету үшін токты басқара алады.Динамикалық тұрғыдан алғанда, бұл айналу моментін жылдам өзгертуге мүмкіндік беру арқылы қозғалтқышты тегіс басқаруға қол жеткізудің тамаша тәсілі.
Бұл дизайн бөлінген екі қабатты ораманы қабылдайды, сондықтан магнит ағыны ротордан басқа роторға статор арқылы өте қысқа жол және жоғары тиімділікпен өтеді.
Бұл дизайнның кілті ол 60 В максималды кернеуде жұмыс істей алады және жоғары кернеулі жүйелер үшін жарамсыз.Сондықтан оны электрлік мотоциклдер мен Renault Twizy сияқты L7e класындағы төрт доңғалақты көліктер үшін пайдалануға болады.
60 В максималды кернеу қозғалтқышты негізгі 48 В электр жүйелеріне біріктіруге мүмкіндік береді және техникалық қызмет көрсету жұмыстарын жеңілдетеді.
2002/24/EC Еуропалық негіздемелік ережедегі L7e төрт доңғалақты мотоциклінің техникалық сипаттамалары жүктерді тасымалдау үшін пайдаланылатын көлік құралдарының салмағы аккумуляторлардың салмағын есептемегенде 600 килограмнан аспайтынын белгілейді.Бұл көліктерге 200 килограмнан аспайтын жолаушы, 1000 келіден аспайтын жүк, қозғалтқыш қуаты 15 киловатттан аспауға рұқсат етіледі.Бөлінген орама әдісі 75-100 Нм айналу моментін қамтамасыз ете алады, ең жоғары шығу қуаты 20-25 кВт және үздіксіз қуаты 15 кВт.
Осьтік ағынның мәселесі мыс орамаларының жылуды қалай тарататынында жатыр, бұл қиын, өйткені жылу ротор арқылы өтуі керек.Бөлінген орама бұл мәселені шешудің кілті болып табылады, өйткені онда полюстердің ұялары көп.Осылайша, мыс пен қабық арасында үлкенірек бет ауданы бар және жылуды сыртқа беруге және стандартты сұйық салқындату жүйесі арқылы шығаруға болады.
Бірнеше магниттік полюстер гармониканы азайтуға көмектесетін синусоидалы толқын пішіндерін пайдаланудың кілті болып табылады.Бұл гармоникалар магниттер мен өзектерді қыздыру ретінде көрінеді, ал мыс компоненттері жылуды өткізе алмайды.Магниттер мен темір өзектерінде жылу жинақталған кезде тиімділік төмендейді, сондықтан толқын пішіні мен жылу жолын оңтайландыру қозғалтқыштың жұмысы үшін өте маңызды.
Қозғалтқыштың дизайны шығындарды азайту және автоматтандырылған жаппай өндіріске қол жеткізу үшін оңтайландырылған.Экструдталған корпус сақинасы күрделі механикалық өңдеуді қажет етпейді және материалдық шығындарды азайта алады.Орамды тікелей орауға болады және дұрыс құрастыру пішінін сақтау үшін орау процесінде байланыстыру процесі қолданылады.
Ең бастысы, катушкалар стандартты сатылатын сымнан жасалған, ал темір өзегі стандартты сөредегі трансформаторлық болатпен ламинатталған, оны жай ғана пішінге келтіру керек.Басқа қозғалтқыш конструкциялары негізгі ламинацияда жұмсақ магниттік материалдарды пайдалануды талап етеді, бұл қымбатырақ болуы мүмкін.
Бөлінген орамдарды пайдалану магнитті болатты сегменттеуді қажет етпейтінін білдіреді;Олар қарапайым пішіндер болуы мүмкін және өндіруге оңай.Магниттік болаттың көлемін азайту және оны дайындаудың қарапайымдылығын қамтамасыз ету шығындарды азайтуға айтарлықтай әсер етеді.
Бұл осьтік ағын қозғалтқышының дизайнын тұтынушы талаптарына сәйкес реттеуге болады.Тұтынушылар негізгі дизайн бойынша әзірленген теңшелген нұсқаларға ие.Содан кейін басқа зауыттарда қайталануы мүмкін ерте өндірісті тексеру үшін сынақ өндірістік желісінде шығарылады.
Баптау, негізінен, көлік құралының өнімділігі осьтік магнит ағыны қозғалтқышының дизайнына ғана емес, сонымен қатар көлік құрылымының, аккумуляторлық жинақтың және BMS сапасына байланысты.
Жіберу уақыты: 28 қыркүйек 2023 ж