Why is the speed of the motor getting higher and higher driven by cost?

алғы сөз

10 сәуірде «2023 Dongfeng Motor Brand Spring Conference» конференциясында Mach E жаңа энергетикалық қуат бренді шығарылды.E электр, жоғары тиімділік, энергия үнемдеу және қоршаған ортаны қорғау дегенді білдіреді.Mach E негізінен үш негізгі өнім платформасынан тұрады: электр жетегі, батарея және қуат қосымшасы.

Олардың ішінде Mach электр жетек бөлігі келесі сипаттамаларға ие:

Көміртекті талшықпен қапталған ротор технологиясы бар қозғалтқыш, жылдамдығы 30 000 айн / мин жетуі мүмкін;
майды салқындату;
1 ұясы және 8 сымы бар жалпақ сымды статор;
Өздігінен әзірленген SiC контроллері;
Жүйенің максималды тиімділігі 94,5% жетуі мүмкін.

Басқа технологиялармен салыстырғанда,көміртекті талшықпен қапталған ротор және 30 000 айн / мин максималды жылдамдығы осы электр жетектің ең ерекше белгілері болды.

Mach E 30000 айн/мин электр жетегі

Жоғары RPM және төмен құны ішкі байланыс

Жаңа энергетикалық қозғалтқыштың максималды жылдамдығы бастапқы 10 000 айн / мин-ден қазір жалпы танымал 15 000-18 000 айн/мин дейін өсті.Жақында компаниялар 20 000 айн/мин астам электр жетек жүйелерін іске қосты, сондықтан жаңа энергия қозғалтқыштарының жылдамдығы неге жоғарырақ және жоғарырақ болады?

Иә, шығындарға негізделген нәтижелер!

Төменде теориялық және модельдеу деңгейлерінде қозғалтқыш жылдамдығы мен қозғалтқыштың құны арасындағы байланысты талдау берілген.

Жаңа энергетикалық таза электр жетек жүйесі негізінен үш бөліктен тұрады, мотор, қозғалтқыш контроллері және беріліс қорабы.Қозғалтқыш контроллері - электр энергиясының кіріс ұшы, беріліс қорабы - механикалық энергияның шығыс ұшы, ал қозғалтқыш - электр энергиясы мен механикалық энергияны түрлендіру бірлігі.Оның жұмыс әдісі - контроллер қозғалтқышқа электр энергиясын (ток * кернеу) енгізеді.Қозғалтқыш ішіндегі электр энергиясы мен магниттік энергияның өзара әрекеттесуі арқылы ол беріліс қорабына механикалық энергияны (жылдамдық*моментті) шығарады.Беріліс қорабы редукторды азайту коэффициенті арқылы қозғалтқыштың жылдамдығы мен айналу моментін реттеу арқылы көлікті басқарады.

Қозғалтқыш моментінің формуласын талдау арқылы қозғалтқыштың шығу моменті T2 қозғалтқыш көлемімен оң корреляцияланғанын көруге болады.

N – статордың айналым саны, I – статордың кіріс тогы, В – ауа ағынының тығыздығы, R – ротор өзегінің радиусы, L – қозғалтқыш өзегінің ұзындығы.

Қозғалтқыштың бұрылыстарының санын, контроллердің кіріс тогын және қозғалтқыштың ауа саңылауының ағынының тығыздығын қамтамасыз ету жағдайында, қозғалтқыштың шығыс моментіне сұраныс азайса, T2 қозғалтқыштың ұзындығы немесе диаметрі. темір өзегін азайтуға болады.

Қозғалтқыштың өзегінің ұзындығын өзгерту статор мен ротордың штамптаушы матрицаны өзгертуді қамтымайды және өзгерту салыстырмалы түрде қарапайым, сондықтан әдеттегі операция ядроның диаметрін анықтау және өзек ұзындығын азайту болып табылады. .

Темір өзегінің ұзындығы азайған сайын қозғалтқыштың электромагниттік материалдарының (темір өзек, магнитті болат, қозғалтқыш орамасы) мөлшері азаяды.Электромагниттік материалдар қозғалтқыш құнының салыстырмалы түрде үлкен бөлігін құрайды, шамамен 72% құрайды.Егер моментті азайтуға болатын болса, қозғалтқыштың құны айтарлықтай төмендейді.

Мотор құнының құрамы

Жаңа энергетикалық көліктер доңғалақ ұшының моментіне тұрақты сұранысқа ие болғандықтан, қозғалтқыштың шығыс моментін азайту қажет болса, көліктің доңғалақ моментін қамтамасыз ету үшін беріліс қорабының жылдамдық қатынасын арттыру керек.

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 – доңғалақ ұшының жылдамдығы, n2 – қозғалтқыштың айналу жиілігі, T1 – доңғалақ ұшының айналу моменті, T2 – қозғалтқыштың айналу моменті, r – азайту коэффициенті.

Жаңа энергетикалық көліктер әлі де максималды жылдамдықты талап ететіндіктен, редуктордың жылдамдық қатынасы ұлғайғаннан кейін көліктің максималды жылдамдығы да төмендейді, бұл рұқсат етілмейді, сондықтан бұл қозғалтқыш жылдамдығын арттыруды талап етеді.

Жинақтау,Қозғалтқыш айналу моментін азайтып, жылдамдықты арттырғаннан кейін, қолайлы жылдамдық қатынасы арқылы ол көлік құралының қуат сұранысын қамтамасыз ете отырып, қозғалтқыштың құнын төмендете алады.

Бұралу жылдамдығының басқа қасиеттерге әсері01Айналым моментін азайтып, жылдамдықты арттырғаннан кейін қозғалтқыш өзегінің ұзындығы азаяды, ол қуатқа әсер ете ме?Қуат формуласын қарастырайық.

U – фазалық кернеу, I – статордың кіріс тогы, cos∅ – қуат коэффициенті, η – ПӘК.

Формуладан көрініп тұрғандай, қозғалтқыштың шығу қуатының формуласында қозғалтқыштың өлшеміне қатысты параметрлер жоқ, сондықтан қозғалтқыш өзегі ұзындығының өзгеруі қуатқа аз әсер етеді.

Төменде белгілі бір қозғалтқыштың сыртқы сипаттамаларын модельдеу нәтижесі берілген.Сыртқы сипаттамалық қисықпен салыстырғанда темір өзегінің ұзындығы қысқарады, қозғалтқыштың шығыс моменті кішірейеді, бірақ максималды шығу қуаты көп өзгермейді, бұл да жоғарыда келтірілген теориялық туындыны растайды.

Әр түрлі темір өзек ұзындығы бар қозғалтқыш қуаты мен моментінің сыртқы сипаттамалық қисықтарын салыстыру

02Қозғалтқыш жылдамдығының артуы мойынтіректерді таңдауға жоғары талаптар қояды, ал мойынтіректердің жұмыс істеу мерзімін қамтамасыз ету үшін жоғары жылдамдықты мойынтіректер қажет.

03Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар майды салқындату үшін қолайлы, бұл жылуды таратуды қамтамасыз ете отырып, май тығыздағышын таңдау қиындықтарын жояды.

04Қозғалтқыштың жылдамдығы жоғары болғандықтан, ораманың айнымалы ток жоғалуын жоғары жылдамдықта азайту үшін жалпақ сымды қозғалтқыштың орнына дөңгелек сымды қозғалтқышты қолдануды қарастыруға болады.

05Қозғалтқыш полюстерінің саны бекітілген кезде, қозғалтқыштың жұмыс жиілігі жылдамдықтың артуына байланысты артады.Ток гармоникасын азайту үшін қуат модулінің ауысу жиілігін арттыру қажет.Сондықтан ауысу жиілігі жоғары кедергісі бар SiC контроллері жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар үшін жақсы серіктес болып табылады.

06Жоғары жылдамдықта темірдің жоғалуын азайту үшін аз шығынды және жоғары берік ферромагниттік материалдарды таңдауды қарастыру қажет.

07Магниттік оқшаулағыш көпірді оңтайландыру, көміртекті талшықты жабу және т.б. сияқты максималды жылдамдықтан 1,2 есе жоғары жылдамдықта ротордың зақымданбауын қамтамасыз етіңіз.

Көміртекті талшық тоқылған сурет

Қорытындылау

Қозғалтқыш жылдамдығын арттыру қозғалтқыштың құнын үнемдеуге мүмкіндік береді, бірақ басқа компоненттердің құнының өсуін тепе-теңдікте ескеру қажет.Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар электр жетек жүйесінің даму бағыты болады.Бұл шығындарды үнемдеу тәсілі ғана емес, сонымен қатар кәсіпорынның техникалық деңгейінің көрінісі.Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштарды жасау және өндіру әлі де өте қиын.Жаңа материалдар мен жаңа процестерді қолданудан басқа, ол инженер-электриктердің шеберлік рухын талап етеді.

Жіберу уақыты: 19 сәуір 2023 ж

Неліктен қозғалтқыштың жылдамдығы шығындарға байланысты жоғарылап барады?