An coimeas ri motaran flux radial, tha mòran bhuannachdan aig motaran flux axial ann an dealbhadh carbaid dealain. Mar eisimpleir, faodaidh motaran axial flux dealbhadh an powertrain atharrachadh le bhith a’ gluasad a’ motair bhon aiseil gu taobh a-staigh nan cuibhlichean.
1.Axis cumhachd
Motors axial fluxa’ faighinn barrachd aire (faighinn tarraing). Airson grunn bhliadhnaichean, chaidh an seòrsa motair seo a chleachdadh ann an tagraidhean pàipearachd leithid àrdairean agus innealan àiteachais, ach thar nan deich bliadhna a dh ’fhalbh, tha mòran de luchd-leasachaidh air a bhith ag obair gus an teicneòlas seo adhartachadh agus a chuir an sàs ann am baidhsagalan-motair dealain, pods puirt-adhair, làraidhean bathair, dealan carbadan, agus eadhon plèanaichean.
Bidh motaran flux radial traidiseanta a’ cleachdadh magnets maireannach no motaran inntrigidh, a tha air adhartas mòr a dhèanamh ann a bhith ag àrdachadh cuideam is cosgais. Ach, tha mòran dhuilgheadasan aca ann a bhith a 'leantainn air adhart a' leasachadh. Faodaidh flux axial, seòrsa motair gu tur eadar-dhealaichte, a bhith na dheagh roghainn eile.
An coimeas ri motaran radial, is e an raon uachdar magnetach èifeachdach de motaran magnet maireannach flux axial uachdar rotor motair, chan e an trast-thomhas a-muigh. Mar sin, ann an tomhas sònraichte de motair, mar as trice faodaidh motaran magnet maireannach flux axial torque nas motha a thoirt seachad.
Motors axial fluxtha iad nas dlùithe; An coimeas ri motaran radial, tha fad aiseach an motair tòrr nas giorra. Airson motaran cuibhle a-staigh, gu tric tha seo na fheart deatamach. Tha structar teann motaran axial a’ dèanamh cinnteach gu bheil dùmhlachd cumhachd nas àirde agus dùmhlachd torque na motaran radial coltach ris, mar sin a’ cur às don fheum air astaran obrachaidh fìor àrd.
Tha èifeachdas motaran flux axial cuideachd glè àrd, mar as trice nas àirde na 96%. Tha seo mar thoradh air an t-slighe flux aon-mheudach nas giorra, a tha coimeasach no eadhon nas àirde ann an èifeachdas an taca ris na motaran flux radial 2D as fheàrr air a’ mhargaidh.
Tha fad an motair nas giorra, mar as trice 5 gu 8 tursan nas giorra, agus tha an cuideam cuideachd air a lughdachadh 2 gu 5 tursan. Tha an dà fheart seo air roghainn luchd-dealbhaidh àrd-ùrlar carbaid dealain atharrachadh.
2. Teicneòlas flux axial
Tha dà phrìomh thòimhseachan ann airsonmotaran flux aiseach: stator singilte rotor dùbailte (uaireannan air ainmeachadh mar innealan stoidhle torus) agus stator dùbailte rotor singilte.
An-dràsta, bidh a’ mhòr-chuid de motaran magnet maireannach a’ cleachdadh topology flux radial. Bidh an cuairteachadh flux magnetach a’ tòiseachadh le magnet maireannach air an rotor, a ’dol tron chiad fhiacail air an stator, agus an uairsin a’ sruthadh gu radaigeach air feadh an stator. An uairsin gabh tron dàrna fiacail gus an dàrna stàilinn magnetach a ruighinn air an rotor. Ann an topology flux axial rotor dùbailte, bidh an lùb flux a’ tòiseachadh bhon chiad magnet, a ’dol gu axially tro fhiaclan an stator, agus a’ ruighinn an dàrna magnet sa bhad.
Tha seo a’ ciallachadh gu bheil an t-slighe flux tòrr nas giorra na slighe motair radial flux, a’ leantainn gu meudan motair nas lugha, dùmhlachd cumhachd nas àirde agus èifeachdas aig an aon chumhachd.
Motair radial, far am bi an flux magnetach a ’dol tron chiad fhiacail agus an uairsin a’ tilleadh chun ath fhiacail tron stator, a ’ruighinn an magnet. Bidh flux magnetach a’ leantainn slighe dà-thaobhach.
Tha slighe flux magnetach inneal flux magnetach axial aon-thaobhach, agus mar sin faodar stàilinn dealain stèidhichte air gràin a chleachdadh. Tha an stàilinn seo ga dhèanamh nas fhasa don flux a dhol troimhe, agus mar sin a’ leasachadh èifeachdas.
Bidh motaran flux radial gu traidiseanta a’ cleachdadh lùban sgaoilte, le suas ri leth de na cinn lùbach gun a bhith ag obair. Mar thoradh air a’ choil overhang bidh cuideam a bharrachd, cosgais, strì dealain, agus barrachd call teas, a’ toirt air luchd-dealbhaidh an dealbhadh lùbach a leasachadh.
Tha an coil a’ crìochnachadhmotaran flux aiseachmòran nas lugha, agus bidh cuid de dhealbhaidhean a’ cleachdadh lùban dùmhail no sgaraichte, a tha gu tur èifeachdach. Airson innealan radial stator sgaraichte, faodaidh briseadh na slighe flux magnetach anns an stator call a bharrachd a thoirt, ach airson motaran axial flux, chan eil seo na dhuilgheadas. Is e dealbhadh lùbach a’ choil an dòigh as fheàrr air ìre luchd-solair a chomharrachadh.
3. Leasachadh
Tha cuid de dhùbhlain mòra mu choinneamh motaran flux axial ann an dealbhadh is cinneasachadh, a dh’ aindeoin na buannachdan teicneòlais aca, tha na cosgaisean aca fada nas àirde na cosgaisean motair radial. Tha tuigse fìor mhath aig daoine air motaran radial, agus tha dòighean saothrachaidh agus uidheamachd meacanaigeach rim faighinn gu furasta cuideachd.
Is e aon de na prìomh dhùbhlain a th’ aig motaran axial flux beàrn èadhair èideadh a chumail eadar an rotor agus an stator, leis gu bheil an fheachd magnetach tòrr nas motha na neart motaran radial, ga dhèanamh duilich beàrn èadhair èideadh a chumail suas. Tha cùisean sgaoilidh teas aig a ’motair dùbailte rotor flux flux cuideachd, leis gu bheil an lùbach suidhichte gu domhainn taobh a-staigh an stator agus eadar an dà diosc rotor, a’ dèanamh sgaoileadh teas gu math duilich.
Tha e duilich motaran flux axial a dhèanamh cuideachd airson iomadach adhbhar. Bidh an inneal rotor dùbailte a ’cleachdadh inneal rotor dùbailte le topology cuing (ie a’ toirt air falbh a ’chuing iarainn bhon stator ach a’ cumail na fiaclan iarainn) a ’faighinn thairis air cuid de na duilgheadasan sin gun a bhith a’ leudachadh trast-thomhas motair agus magnet.
Ach, bheir toirt air falbh a’ chuing dùbhlain ùra, leithid mar as urrainn dhut fiaclan fa-leth a chàradh agus a shuidheachadh às aonais ceangal cuing meacanaigeach. Tha fuarachadh cuideachd na dhùbhlan nas motha.
Tha e duilich cuideachd an rotor a thoirt gu buil agus am beàrn èadhair a chumail suas, leis gu bheil an diosc rotor a ’tàladh an rotor. Is e a ’bhuannachd a th’ ann gu bheil na diosgan rotor ceangailte gu dìreach tro fhàinne shailean, agus mar sin bidh na feachdan a ’cuir dheth a chèile. Tha seo a 'ciallachadh nach eil an giùlan a-staigh a' seasamh an aghaidh na feachdan sin, agus is e an aon ghnìomh a th 'aige an stator a chumail anns an t-suidheachadh meadhanach eadar an dà chlàr rotor.
Chan eil motaran rotor singilte stator dùbailte a’ toirt aghaidh air na dùbhlain a tha aig motaran cruinn, ach tha dealbhadh an stator tòrr nas iom-fhillte agus nas duilghe fèin-ghluasad a choileanadh, agus tha na cosgaisean co-cheangailte riutha àrd cuideachd. Eu-coltach ri motair flux radial traidiseanta sam bith, chan eil pròiseasan saothrachaidh motair axial agus uidheamachd meacanaigeach air nochdadh ach o chionn ghoirid.
4. Iarrtas carbadan dealain
Tha earbsachd deatamach ann an gnìomhachas nan càraichean, agus a’ dearbhadh earbsachd agus neart diofarmotaran flux aiseachTha e a-riamh na dhùbhlan toirt a chreidsinn air luchd-saothrachaidh gu bheil na motaran sin freagarrach airson mòr-chinneasachadh. Tha seo air solaraichean motair axial a bhrosnachadh gus prògraman dearbhaidh farsaing a dhèanamh leotha fhèin, le gach solaraiche a’ sealltainn nach eil earbsachd motair eadar-dhealaichte bho motaran flux radial traidiseanta.
Is e an aon phàirt a dh'fhaodas a bhith air a chaitheamh ann anmotair flux axialtha na bearings. Tha fad an flux magnetach axial gu ìre mhath goirid, agus tha suidheachadh nan bearings nas fhaisge, mar as trice air a dhealbhadh gus a bhith beagan “thar-mheudach”. Gu fortanach, tha tomad rotor nas lugha aig a’ motair axial flux agus faodaidh e seasamh ri luchdan shailean fiùghantach rotor nas ìsle. Mar sin, tha an fhìor fheachd a chuirear air na bearings mòran nas lugha na an motair flux radial.
Is e aiseil dealanach aon de na ciad thagraidhean de motaran aiseach. Faodaidh an leud nas taine an motair agus am bogsa gèar a chuairteachadh san aiseil. Ann an tagraidhean tar-chinealach, bidh an fhaid aiseach as giorra den motair an uair sin a’ giorrachadh fad iomlan an t-siostam tar-chuir.
Is e an ath cheum an motair axial a chuir air a ’chuibhle. San dòigh seo, faodar cumhachd a ghluasad gu dìreach bhon motair gu na cuibhlichean, ag adhartachadh èifeachdas an motair. Mar thoradh air a bhith a’ cur às do thar-chuiridhean, eadar-dhealachaidhean, agus draibhean, tha iom-fhillteachd an t-siostaim air a lughdachadh cuideachd.
Ach, tha e coltach nach eil rèiteachaidhean àbhaisteach air nochdadh fhathast. Tha gach neach-dèanamh uidheamachd tùsail a’ sgrùdadh rèiteachaidhean sònraichte, leis gum faod na diofar mheudan agus chumaidhean de motaran aiseach dealbhadh charbadan dealain atharrachadh. An coimeas ri motaran radial, tha dùmhlachd cumhachd nas àirde aig motaran axial, a tha a’ ciallachadh gum faodar motaran aiseach nas lugha a chleachdadh. Bheir seo seachad roghainnean dealbhaidh ùra airson àrd-ùrlaran carbaid, leithid suidheachadh pacaidean bataraidh.
4.1 Armature sgaraichte
Tha topology motair YASA (Yokeless and Segmented Armature) na eisimpleir de topology aon stator singilte rotor, a lughdaicheas iom-fhillteachd saothrachaidh agus a tha freagarrach airson mòr-chinneasachadh fèin-ghluasadach. Tha dùmhlachd cumhachd suas ri 10 kW / kg aig na motaran sin aig astaran 2000 gu 9000 rpm.
Le bhith a’ cleachdadh rianadair sònraichte, faodaidh e sruth de 200 kVA a thoirt don motair. Tha tomhas-lìonaidh timcheall air 5 liotair aig an rianadair agus tha cuideam 5.8 cileagram ann, a’ toirt a-steach riaghladh teirmeach le fuarachadh ola dielectric, a tha freagarrach airson motaran flux axial a bharrachd air motaran inntrigidh agus flux radial.
Leigidh seo le luchd-saothrachaidh uidheamachd tùsail carbaid dealain agus luchd-leasachaidh ciad ìre an motair iomchaidh a thaghadh gu sùbailte stèidhichte air an tagradh agus an àite a tha ri fhaighinn. Bidh am meud agus an cuideam nas lugha a’ dèanamh a ’charbaid nas aotroime agus bidh barrachd bataraidhean ann, agus mar sin a’ meudachadh àrdachadh an raoin.
5. Iarrtas baidhsagal-motair dealain
Airson baidhsagalan-motair dealain agus ATVan, tha cuid de chompanaidhean air motaran AC axial flux a leasachadh. Is e an dealbhadh a thathas a’ cleachdadh gu cumanta airson an seòrsa carbaid seo dealbhadh sruth axial stèidhichte air brus DC, agus is e dealbhadh AC, làn seulaichte gun bhruis a th’ anns an toradh ùr.
Tha corailean an dà chuid motaran DC agus AC fhathast nan seasamh, ach bidh na rotors dùbailte a’ cleachdadh magnets maireannach an àite armachd rothlach. Is e buannachd an dòigh seo nach eil feum air tionndadh meacanaigeach.
Faodaidh an dealbhadh axial AC cuideachd riaghladairean motair AC trì-ìrean àbhaisteach a chleachdadh airson motaran radial. Bidh seo a’ cuideachadh le cosgaisean a lughdachadh, leis gu bheil an rianadair a’ cumail smachd air sruth torque, chan e astar. Feumaidh an rianadair tricead 12 kHz no nas àirde, is e sin tricead prìomh-shruthach innealan mar sin.
Tha an tricead nas àirde a’ tighinn bhon inductance lùbach as ìsle de 20 µ H. Faodaidh an tricead smachd a chumail air an t-sruth gus an sruth sruth a lughdachadh agus dèanamh cinnteach gu bheil comharra sinusoidal cho rèidh sa ghabhas. Bho shealladh fiùghantach, tha seo na dhòigh math air smachd motair nas socair a choileanadh le bhith a ’ceadachadh atharrachaidhean torque luath.
Bidh an dealbhadh seo a’ gabhail ri lùbach dà-fhillte sgaoilte, agus mar sin bidh an flux magnetach a’ sruthadh bhon rotor gu rotor eile tron stator, le slighe gu math goirid agus èifeachdas nas àirde.
Is e an iuchair don dealbhadh seo gum faod e obrachadh aig bholtadh as àirde de 60 V agus nach eil e freagarrach airson siostaman bholtachd nas àirde. Mar sin, faodar a chleachdadh airson baidhsagalan-motair dealain agus carbadan ceithir-chuibhlichean clas L7e leithid Renault Twizy.
Tha an bholtadh as àirde de 60 V a’ leigeil leis an motair a bhith air fhilleadh a-steach do shiostaman dealain prìomh-shruthach 48 V agus a’ sìmpleachadh obair cumail suas.
Tha mion-chomharrachadh baidhsagal-motair ceithir-chuibhlichean L7e ann an Riaghladh Frèam Eòrpach 2002/24/EC a’ cumail a-mach nach eil cuideam charbadan a thathas a’ cleachdadh airson bathar a ghiùlan nas àirde na 600 cileagram, ach a-mhàin cuideam bataraidhean. Chan eil cead aig na carbadan sin barrachd air 200 cileagram de luchd-siubhail a ghiùlan, gun a bhith nas fhaide na 1000 cileagram de chargu, agus gun a bhith nas fhaide na 15 kilowatts de chumhachd einnsein. Faodaidh an dòigh lùbach sgaoilte torque de 75-100 Nm a thoirt seachad, le cumhachd toraidh as àirde de 20-25 kW agus cumhachd leantainneach de 15 kW.
Tha an dùbhlan a thaobh flux axial na laighe air mar a bhios lùban copair a’ sgaoileadh teas, rud a tha duilich oir feumaidh teas a dhol tron rotor. Is e an lùbach sgaoilte an dòigh as fheàrr air an duilgheadas seo fhuasgladh, leis gu bheil àireamh mhòr de shliotan pòla ann. San dòigh seo, tha farsaingeachd uachdar nas motha eadar an copar agus an t-slige, agus faodar teas a ghluasad chun an taobh a-muigh agus a leigeil ma sgaoil le siostam fuarachaidh leaghaidh àbhaisteach.
Tha ioma pòlaichean magnetach deatamach ann a bhith a’ cleachdadh cruthan tonn sinusoidal, a chuidicheas le bhith a’ lughdachadh harmonics. Tha na harmonics sin air am foillseachadh mar theasachadh nam magnets agus cridhe, fhad ‘s nach urrainn do cho-phàirtean copair an teas a ghiùlan air falbh. Nuair a bhios teas a’ cruinneachadh ann am magnets agus coraichean iarainn, bidh èifeachdas a’ dol sìos, agus is e sin as coireach gu bheil e deatamach gun tèid an cruth-tonn agus an t-slighe teas a mheudachadh airson coileanadh motair.
Chaidh dealbhadh an motair a bharrachadh gus cosgaisean a lughdachadh agus mòr-chinneasachadh fèin-ghluasadach a choileanadh. Chan fheum cearcall taigheadais eas-chruthach giollachd meacanaigeach iom-fhillte agus faodaidh e cosgaisean stuthan a lughdachadh. Faodar an coil a leòn gu dìreach agus thèid pròiseas ceangail a chleachdadh tron phròiseas lùbach gus an cumadh cruinneachaidh ceart a chumail suas.
Is e am prìomh phuing gu bheil an coil air a dhèanamh de uèir àbhaisteach a tha ri fhaighinn gu malairteach, fhad ‘s a tha an cridhe iarainn air a lannachadh le stàilinn cruth-atharrachaidh àbhaisteach air a chuir sìos, a dh’ fheumar a ghearradh ann an cumadh. Feumaidh dealbhadh motair eile stuthan bog magnetach a chleachdadh ann an lamination bunaiteach, a dh’ fhaodadh a bhith nas daoire.
Tha cleachdadh lùban sgaoilte a’ ciallachadh nach fheum an stàilinn magnetach a bhith air a sgaradh; Faodaidh iad a bhith nan cumaidhean nas sìmplidh agus nas fhasa a dhèanamh. Le bhith a’ lughdachadh meud stàilinn magnetach agus a’ dèanamh cinnteach gu bheil e furasta a dhèanamh tha buaidh mhòr air lughdachadh chosgaisean.
Faodar dealbhadh an motair flux axial seo a ghnàthachadh cuideachd a rèir riatanasan teachdaiche. Tha dreachan gnàthaichte aig luchd-ceannach air an leasachadh timcheall air dealbhadh bunaiteach. An uairsin air a dhèanamh air loidhne toraidh deuchainn airson dearbhadh cinneasachaidh tràth, a dh’ fhaodar ath-riochdachadh ann am factaraidhean eile.
Tha gnàthachadh gu ìre mhòr air sgàth gu bheil coileanadh a’ charbaid an urra chan ann a-mhàin air dealbhadh an motair flux magnetach axial, ach cuideachd air càileachd structar a ’charbaid, pasgan bataraidh, agus BMS.
Ùine puist: Sultain-28-2023
