Radial oqimli motorlar bilan taqqoslaganda, eksenel oqimli motorlar elektr transport vositalarini loyihalashda ko'plab afzalliklarga ega. Masalan, eksenel oqimli motorlar motorni o'qdan g'ildiraklarning ichki qismiga o'tkazish orqali quvvat blokining dizaynini o'zgartirishi mumkin.
1. Quvvat o'qi
Eksenel oqimli motorlartobora ko'proq e'tiborni jalb qilmoqda (tortish kuchini oshirmoqda). Ko'p yillar davomida ushbu turdagi motorlar liftlar va qishloq xo'jaligi texnikasi kabi statsionar dasturlarda qo'llanilgan, ammo so'nggi o'n yillikda ko'plab ishlab chiquvchilar ushbu texnologiyani takomillashtirish va uni elektr mototsikllar, aeroport kapsulalari, yuk mashinalari, elektr transport vositalari va hatto samolyotlarga qo'llash ustida ishlamoqdalar.
An'anaviy radial oqimli motorlar doimiy magnitlar yoki induksion motorlardan foydalanadi, ular og'irlik va narxni optimallashtirishda sezilarli yutuqlarga erishdi. Biroq, ular rivojlanishda davom etishda ko'plab qiyinchiliklarga duch kelishadi. Mutlaqo boshqa turdagi motor bo'lgan eksenel oqim yaxshi alternativa bo'lishi mumkin.
Radial motorlar bilan taqqoslaganda, eksenel oqimli doimiy magnit motorlarning samarali magnit sirt maydoni tashqi diametr emas, balki motor rotorining yuzasidir. Shuning uchun, ma'lum bir hajmdagi motorda eksenel oqimli doimiy magnit motorlar odatda katta momentni ta'minlay oladi.
Eksenel oqimli motorlarixchamroq; Radial motorlar bilan solishtirganda, motorning eksenel uzunligi ancha qisqaroq. Ichki g'ildirakli motorlar uchun bu ko'pincha hal qiluvchi omil hisoblanadi. Eksenel motorlarning ixcham tuzilishi shunga o'xshash radial motorlarga qaraganda yuqori quvvat zichligi va moment zichligini ta'minlaydi, shu bilan juda yuqori ish tezligiga ehtiyojni yo'q qiladi.
Eksenel oqimli motorlarning samaradorligi ham juda yuqori, odatda 96% dan oshadi. Bu qisqaroq, bir o'lchovli oqim yo'li tufayli yuzaga keladi, bu bozordagi eng yaxshi 2D radial oqimli motorlarga nisbatan samaradorlik jihatidan taqqoslanadigan yoki undan ham yuqoriroq.
Dvigatelning uzunligi qisqaroq, odatda 5 dan 8 baravargacha qisqaroq va og'irligi ham 2 dan 5 baravargacha kamayadi. Bu ikki omil elektr transport vositalari platformasi dizaynerlarining tanlovini o'zgartirdi.
2. Eksenel oqim texnologiyasi
Buning uchun ikkita asosiy topologiya mavjudeksenel oqimli motorlar: ikki rotorli bitta stator (ba'zan torus uslubidagi mashinalar deb ataladi) va bitta rotorli ikkita stator.
Hozirgi vaqtda ko'pgina doimiy magnitlangan motorlar radial oqim topologiyasidan foydalanadilar. Magnit oqim sxemasi rotordagi doimiy magnitdan boshlanadi, statordagi birinchi tishdan o'tadi va keyin stator bo'ylab radial ravishda oqadi. Keyin rotordagi ikkinchi magnit po'latga yetib borish uchun ikkinchi tishdan o'tadi. Ikkita rotorli aksiyal oqim topologiyasida oqim halqasi birinchi magnitdan boshlanadi, stator tishlaridan aksiyal ravishda o'tadi va darhol ikkinchi magnitga yetib boradi.
Bu shuni anglatadiki, oqim yo'li radial oqimli motorlarnikiga qaraganda ancha qisqaroq, bu esa kichikroq motor hajmlariga, yuqori quvvat zichligiga va bir xil quvvatda samaradorlikka olib keladi.
Radial motor, bu yerda magnit oqimi birinchi tishdan o'tadi va keyin stator orqali keyingi tishga qaytib, magnitga yetib boradi. Magnit oqimi ikki o'lchovli yo'ldan o'tadi.
Eksenel magnit oqim mashinasining magnit oqimi yo'li bir o'lchovli, shuning uchun donador yo'naltirilgan elektr po'latdan foydalanish mumkin. Bu po'lat oqimning o'tishini osonlashtiradi va shu bilan samaradorlikni oshiradi.
Radial oqimli motorlar an'anaviy ravishda taqsimlangan o'rashlardan foydalanadilar, o'rash uchlarining yarmigacha ishlamay qoladi. G'altakning osilib turishi qo'shimcha og'irlik, narx, elektr qarshiligi va ko'proq issiqlik yo'qotilishiga olib keladi, bu esa dizaynerlarni o'rash dizaynini yaxshilashga majbur qiladi.
Bobinning uchlarieksenel oqimli motorlarancha kamroq va ba'zi dizaynlarda to'liq samarali bo'lgan konsentrlangan yoki segmentlangan o'rashlardan foydalaniladi. Segmentlangan stator radial mashinalari uchun statordagi magnit oqim yo'lining yorilishi qo'shimcha yo'qotishlarga olib kelishi mumkin, ammo eksenel oqimli motorlar uchun bu muammo emas. Bobin o'rashining dizayni yetkazib beruvchilar darajasini farqlashning kalitidir.
3. Rivojlanish
Eksenel oqimli motorlar dizayn va ishlab chiqarishda jiddiy qiyinchiliklarga duch kelmoqda, texnologik afzalliklariga qaramay, ularning narxi radial motorlarnikidan ancha yuqori. Odamlar radial motorlarni juda yaxshi tushunishadi va ishlab chiqarish usullari va mexanik uskunalar ham osongina mavjud.
Eksenel oqimli motorlarning asosiy qiyinchiliklaridan biri rotor va stator o'rtasida bir xil havo oralig'ini saqlashdir, chunki magnit kuch radial motorlarnikidan ancha katta, bu esa bir xil havo oralig'ini saqlashni qiyinlashtiradi. Ikki rotorli eksenel oqimli motorda ham issiqlik tarqalishi muammolari mavjud, chunki o'rash stator ichida chuqur va ikkita rotor disklari orasida joylashgan bo'lib, issiqlik tarqalishini juda qiyinlashtiradi.
Eksenel oqimli motorlarni ishlab chiqarish ham ko'p sabablarga ko'ra qiyin. Ikki rotorli mashinada bo'yinturuq topologiyasiga ega bo'lgan (ya'ni, statordan temir bo'yinturuqni olib tashlash, lekin temir tishlarni saqlab qolish) mashina bu muammolarning ba'zilarini motor diametri va magnitini kengaytirmasdan hal qiladi.
Biroq, tish bo'yinturug'ini olib tashlash yangi qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi, masalan, mexanik tish bo'yinturug'i ulanmasdan alohida tishlarni qanday tuzatish va joylashtirish. Sovutish ham katta qiyinchilik tug'diradi.
Rotor diski rotorni tortgani uchun rotorni ishlab chiqarish va havo bo'shlig'ini saqlab turish ham qiyin. Afzalligi shundaki, rotor disklari to'g'ridan-to'g'ri val halqasi orqali ulangan, shuning uchun kuchlar bir-birini bekor qiladi. Bu shuni anglatadiki, ichki podshipnik bu kuchlarga bardosh bera olmaydi va uning yagona vazifasi statorni ikkita rotor diski orasidagi o'rta holatda ushlab turishdir.
Ikkita statorli bitta rotorli motorlar aylana motorlarining qiyinchiliklariga duch kelmaydi, ammo statorning dizayni ancha murakkab va avtomatlashtirishga erishish qiyin, shuningdek, tegishli xarajatlar ham yuqori. Har qanday an'anaviy radial oqimli motordan farqli o'laroq, eksenel motor ishlab chiqarish jarayonlari va mexanik uskunalar yaqinda paydo bo'ldi.
4. Elektr transport vositalarining qo'llanilishi
Avtomobilsozlik sanoatida ishonchlilik juda muhim va turli xil ishonchlilik va mustahkamlikni isbotlaydieksenel oqimli motorlarIshlab chiqaruvchilarni ushbu motorlarni ommaviy ishlab chiqarish uchun mosligiga ishontirish har doim qiyin bo'lib kelgan. Bu eksenel motor yetkazib beruvchilarini o'zlari keng qamrovli tasdiqlash dasturlarini amalga oshirishga undadi, har bir yetkazib beruvchi o'z motorining ishonchliligi an'anaviy radial oqimli motorlardan farq qilmasligini namoyish etdi.
Bir vaqtning o'zida eskirishi mumkin bo'lgan yagona komponenteksenel oqimli motorpodshipniklardir. Eksenel magnit oqimining uzunligi nisbatan qisqa va podshipniklarning joylashuvi yaqinroq bo'lib, odatda biroz "katta o'lchamli" bo'lishi uchun mo'ljallangan. Yaxshiyamki, eksenel oqimli motor kichikroq rotor massasiga ega va rotorning pastroq dinamik val yuklariga bardosh bera oladi. Shuning uchun, podshipniklarga qo'llaniladigan haqiqiy kuch radial oqimli motornikiga qaraganda ancha kichikroq.
Elektron o'q eksenel motorlarning dastlabki qo'llanilish sohalaridan biridir. Yupqaroq kenglik dvigatel va vites qutisini o'qga joylashtirishi mumkin. Gibrid qo'llanilishlarda dvigatelning qisqaroq eksenel uzunligi o'z navbatida uzatish tizimining umumiy uzunligini qisqartiradi.
Keyingi qadam g'ildirakka eksenel motorni o'rnatishdir. Shu tarzda, quvvat to'g'ridan-to'g'ri motordan g'ildiraklarga uzatilishi mumkin, bu esa motorning samaradorligini oshiradi. Transmissiyalar, differentsiallar va ötürücü vallarning yo'q qilinishi tufayli tizimning murakkabligi ham kamaydi.
Biroq, standart konfiguratsiyalar hali paydo bo'lmaganga o'xshaydi. Har bir original uskunalar ishlab chiqaruvchisi o'ziga xos konfiguratsiyalarni o'rganmoqda, chunki eksenel motorlarning turli o'lchamlari va shakllari elektr transport vositalarining dizaynini o'zgartirishi mumkin. Radial motorlar bilan taqqoslaganda, eksenel motorlar yuqori quvvat zichligiga ega, bu esa kichikroq eksenel motorlardan foydalanish mumkinligini anglatadi. Bu avtomobil platformalari uchun batareya bloklarini joylashtirish kabi yangi dizayn variantlarini taqdim etadi.
4.1 Segmentlangan armatura
YASA (Yoqelsiz va Segmentli Armatura) motor topologiyasi ishlab chiqarish murakkabligini kamaytiradigan va avtomatlashtirilgan ommaviy ishlab chiqarish uchun mos keladigan ikki rotorli bitta statorli topologiyaga misol bo'la oladi. Ushbu motorlar 2000 dan 9000 rpm gacha tezlikda 10 kVt/kg gacha quvvat zichligiga ega.
Maxsus kontroller yordamida u motor uchun 200 kVA tokni ta'minlay oladi. Tekshirgichning hajmi taxminan 5 litrni tashkil etadi va og'irligi 5,8 kilogrammni tashkil etadi, shu jumladan dielektrik moyli sovutish bilan termal boshqaruv, aksial oqimli motorlar, shuningdek, induksion va radial oqimli motorlar uchun mos keladi.
Bu elektr transport vositalarining asl uskunalarini ishlab chiqaruvchilar va birinchi darajali ishlab chiquvchilarga qo'llanilishi va mavjud maydonga qarab mos motorni moslashuvchan tanlash imkonini beradi. Kichikroq o'lcham va vazn transport vositasini yengillashtiradi va ko'proq batareyalarga ega qiladi, shu bilan birga masofani oshiradi.
5. Elektr mototsikllarini qo'llash
Elektr mototsikllari va ATVlar uchun ba'zi kompaniyalar AC eksenel oqimli motorlarni ishlab chiqdilar. Ushbu turdagi transport vositalari uchun keng tarqalgan dizayn DC cho'tkaga asoslangan eksenel oqimli dizaynlardir, yangi mahsulot esa AC, to'liq muhrlangan cho'tkasiz dizayndir.
Doimiy va o'zgaruvchan tok motorlarining g'altaklari harakatsiz qoladi, lekin qo'shaloq rotorlar aylanadigan armaturalar o'rniga doimiy magnitlardan foydalanadi. Bu usulning afzalligi shundaki, u mexanik teskari aylantirishni talab qilmaydi.
AC eksenel dizayni radial motorlar uchun standart uch fazali AC motor kontrollerlaridan ham foydalanishi mumkin. Bu xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi, chunki kontroller tezlikni emas, balki moment oqimini boshqaradi. Tekshirish moslamasi 12 kHz yoki undan yuqori chastotani talab qiladi, bu esa bunday qurilmalarning asosiy chastotasi hisoblanadi.
Yuqori chastota 20 µ H ning pastki o'rash induktivligidan kelib chiqadi. Chastota tok to'lqinini minimallashtirish va sinusoidal signalni iloji boricha silliq ta'minlash uchun tokni boshqarishi mumkin. Dinamik nuqtai nazardan, bu momentning tez o'zgarishiga imkon berish orqali motorni silliqroq boshqarishga erishishning ajoyib usuli.
Ushbu dizayn taqsimlangan ikki qavatli o'rashni qo'llaydi, shuning uchun magnit oqim rotordan stator orqali boshqa rotorga juda qisqa yo'l va yuqori samaradorlik bilan oqadi.
Ushbu dizaynning kaliti shundaki, u maksimal 60 V kuchlanishda ishlay oladi va yuqori kuchlanishli tizimlar uchun mos emas. Shuning uchun u elektr mototsikllar va Renault Twizy kabi L7e sinfidagi to'rt g'ildirakli transport vositalari uchun ishlatilishi mumkin.
Maksimal 60 V kuchlanish motorni asosiy 48 V elektr tizimlariga ulash imkonini beradi va texnik xizmat ko'rsatish ishlarini soddalashtiradi.
2002/24/EC Yevropa Doiraviy Nizomidagi L7e to'rt g'ildirakli mototsikl texnik xususiyatlarida yuk tashish uchun ishlatiladigan transport vositalarining og'irligi, batareyalar og'irligidan tashqari, 600 kilogrammdan oshmasligi belgilangan. Ushbu transport vositalariga 200 kilogrammdan ortiq yo'lovchi, 1000 kilogrammdan ortiq yuk va 15 kilovattdan ortiq dvigatel quvvati tashishga ruxsat beriladi. Taqsimlangan o'rash usuli 75-100 Nm momentni, eng yuqori chiqish quvvati 20-25 kVt va uzluksiz quvvat 15 kVtni ta'minlashi mumkin.
Eksenel oqimning qiyinligi mis o'ramlarining issiqlikni qanday tarqatishida yotadi, bu qiyin, chunki issiqlik rotordan o'tishi kerak. Tarqalgan o'ram bu muammoni hal qilishning kalitidir, chunki u ko'p sonli qutb uyalariga ega. Shu tarzda, mis va qobiq o'rtasida kattaroq sirt maydoni mavjud va issiqlik tashqi tomonga o'tkazilishi va standart suyuq sovutish tizimi orqali chiqarilishi mumkin.
Sinusoidal to'lqin shakllaridan foydalanishda bir nechta magnit qutblar muhim rol o'ynaydi, bu esa garmonikalarni kamaytirishga yordam beradi. Bu garmonikalar magnitlar va yadroning qizishi sifatida namoyon bo'ladi, mis komponentlari esa issiqlikni olib keta olmaydi. Issiqlik magnitlar va temir yadrolarda to'planganda, samaradorlik pasayadi, shuning uchun to'lqin shakli va issiqlik yo'lini optimallashtirish motorning ishlashi uchun juda muhimdir.
Dvigatelning dizayni xarajatlarni kamaytirish va avtomatlashtirilgan ommaviy ishlab chiqarishga erishish uchun optimallashtirilgan. Ekstruziya qilingan korpus halqasi murakkab mexanik ishlov berishni talab qilmaydi va material xarajatlarini kamaytirishi mumkin. Bobinni to'g'ridan-to'g'ri o'rash mumkin va to'g'ri yig'ish shaklini saqlab qolish uchun o'rash jarayonida bog'lash jarayoni qo'llaniladi.
Asosiy jihati shundaki, g'altak standart tijoratda mavjud bo'lgan simdan yasalgan, temir yadro esa standart transformator po'lati bilan laminatlangan bo'lib, uni shunchaki shaklga keltirish kerak. Boshqa motor dizaynlari yadro laminatsiyasida yumshoq magnit materiallardan foydalanishni talab qiladi, bu esa qimmatroq bo'lishi mumkin.
Tarqalgan o'rashlardan foydalanish magnit po'latni segmentlarga ajratish shart emasligini anglatadi; ular oddiyroq shakllarga ega bo'lishi va ishlab chiqarish osonroq bo'lishi mumkin. Magnit po'latning o'lchamini kamaytirish va uni ishlab chiqarishning osonligini ta'minlash xarajatlarni kamaytirishga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.
Ushbu eksenel flyusli motorning dizayni mijozlar talablariga muvofiq ham sozlanishi mumkin. Mijozlar asosiy dizayn asosida ishlab chiqilgan moslashtirilgan versiyalarga ega. Keyin boshqa zavodlarda ham takrorlanishi mumkin bo'lgan dastlabki ishlab chiqarishni tekshirish uchun sinov ishlab chiqarish liniyasida ishlab chiqariladi.
Moslashtirish asosan transport vositasining ishlashi nafaqat eksenel magnit oqimli motorning dizayniga, balki transport vositasining tuzilishi, batareya bloki va BMS sifatiga ham bog'liqligi bilan bog'liq.
Nashr vaqti: 2023-yil 28-sentabr
