Kompare al radialfluaj motoroj, aksaj fluaj motoroj havas multajn avantaĝojn en elektra veturilo-dezajno. Ekzemple, aksaj flumotoroj povas ŝanĝi la dezajnon de la potenco-trajno movante la motoron de la akso al la interno de la radoj.
1.Akso de potenco
Aksaj fluaj motorojricevas kreskantan atenton (akiras tiradon). Dum multaj jaroj, ĉi tiu tipo de motoro estas uzata en senmovaj aplikoj kiel liftoj kaj agrikulturaj maŝinoj, sed dum la pasinta jardeko multaj programistoj laboris por plibonigi ĉi tiun teknologion kaj apliki ĝin al elektraj motorcikloj, flughavenaj kamionoj, ŝarĝaj kamionoj, elektraj. veturiloj, kaj eĉ aviadiloj.
Tradiciaj radialaj flumotoroj uzas permanentajn magnetojn aŭ induktajn motorojn, kiuj faris signifan progreson en optimumigo de pezo kaj kosto. Tamen, ili alfrontas multajn malfacilaĵojn por daŭre disvolviĝi. Aksa fluo, tute malsama speco de motoro, povas esti bona alternativo.
Kompare al radialaj motoroj, la efika magneta surfacareo de aksaj fluaj permanentaj magnetaj motoroj estas la surfaco de la motorrotoro, ne la ekstera diametro. Tial, en certa volumeno de motoro, aksaj fluaj permanentaj magnetaj motoroj kutime povas disponigi pli grandan tordmomanton.
Aksaj fluaj motorojestas pli kompaktaj; Kompare al radialaj motoroj, la aksa longo de la motoro estas multe pli mallonga. Por internaj radmotoroj, tio ofte estas decida faktoro. La kompakta strukturo de aksaj motoroj certigas pli altan potencan densecon kaj tordmomantan densecon ol similaj radialaj motoroj, tiel forigante la bezonon de ekstreme altaj operaciaj rapidoj.
La efikeco de aksaj fluaj motoroj ankaŭ estas tre alta, kutime superante 96%. Ĉi tio estas danke al la pli mallonga, unudimensia fluvojo, kiu estas komparebla aŭ eĉ pli alta en efikeco kompare kun la plej bonaj 2D radialaj fluomotoroj sur la merkato.
La longo de la motoro estas pli mallonga, kutime 5 ĝis 8 fojojn pli mallonga, kaj la pezo ankaŭ estas reduktita je 2 ĝis 5 fojojn. Ĉi tiuj du faktoroj ŝanĝis la elekton de elektraj aŭtomobilaj platformdizajnistoj.
2. Aksa fluo teknologio
Estas du ĉefaj topologioj poraksaj fluaj motoroj: duobla rotor ununura statoro (foje referita kiel torusstilaj maŝinoj) kaj ununura rotora duobla statoro.
Nuntempe, la plej multaj permanentaj magnetaj motoroj uzas radialan fluotopologion. La magneta fluocirkvito komenciĝas per permanenta magneto sur la rotoro, pasas tra la unua dento sur la statoro, kaj tiam fluas radiale laŭ la statoro. Poste trairu la duan denton por atingi la duan magnetan ŝtalon sur la rotoro. En duobla rotora aksa fluotopologio, la fluobuklo komenciĝas de la unua magneto, pasas akse tra la statordentoj, kaj tuj atingas la duan magneton.
Tio signifas ke la flupado estas multe pli mallonga ol tiu de radialaj fluomotoroj, rezultigante pli malgrandajn motorvolumojn, pli altan potencdensecon kaj efikecon ĉe la sama potenco.
Radiala motoro, kie la magneta fluo pasas tra la unua dento kaj tiam revenas al la sekva dento tra la statoro, atingante la magneton. Magneta fluo sekvas dudimensian vojon.
La magneta fluo-vojo de aksa magneta fluo-maŝino estas unudimensia, do greno orientita elektra ŝtalo povas esti uzata. Ĉi tiu ŝtalo faciligas trapasi la fluon, tiel plibonigante efikecon.
Radialfluaj motoroj tradicie uzas distribuitajn volvaĵojn, kun ĝis duono de la volvaĵfinoj ne funkciante. La bobeno superpendanta rezultigos plian pezon, koston, elektran reziston, kaj pli da varmoperdo, devigante dizajnistojn plibonigi la volvaĵdezajnon.
La bobeno finiĝas deaksaj fluaj motorojestas multe malpli, kaj kelkaj dezajnoj uzas koncentritajn aŭ segmentitajn volvaĵojn, kiuj estas tute efikaj. Por segmentitaj statoraj radialaj maŝinoj, la rompo de la magneta flupado en la statoro povas alporti pliajn perdojn, sed por aksaj fluaj motoroj, tio ne estas problemo. La dezajno de la bobeno estas la ŝlosilo por distingi la nivelon de provizantoj.
3. Evoluo
Aksaj fluaj motoroj alfrontas kelkajn gravajn defiojn en dezajno kaj produktado, malgraŭ siaj teknologiaj avantaĝoj, iliaj kostoj estas multe pli altaj ol tiuj de radialaj motoroj. Homoj havas tre ĝisfundan komprenon pri radialaj motoroj, kaj produktadmetodoj kaj mekanikaj ekipaĵoj ankaŭ estas facile haveblaj.
Unu el la ĉefaj defioj de aksaj fluaj motoroj estas konservi unuforman aerinterspacon inter la rotoro kaj statoro, ĉar la magneta forto estas multe pli granda ol tiu de radialaj motoroj, malfaciligante konservi unuforman aerinterspacon. La motoro de duobla rotora aksa fluo ankaŭ havas problemojn pri varmo disipado, ĉar la volvaĵo situas profunde ene de la statoro kaj inter la du rotordiskoj, igante varmodissipadon tre malfacila.
Aksaj fluaj motoroj ankaŭ malfacilas fabriki pro multaj kialoj. La duobla rotormaŝino uzanta duoblan rotormaŝinon kun jugotopologio (t.e. forigante la ferjugon de la statoro sed retenante la ferdentojn) venkas kelkajn el tiuj problemoj sen vastigado de la motordiametro kaj magneto.
Tamen, forigi la jugon alportas novajn defiojn, kiel ekzemple kiel fiksi kaj poziciigi individuajn dentojn sen mekanika jugo-ligo. Malvarmigo ankaŭ estas pli granda defio.
Estas ankaŭ malfacile produkti la rotoron kaj konservi la aerinterspacon, ĉar la rotordisko altiras la rotoron. La avantaĝo estas, ke la rotoraj diskoj estas rekte konektitaj tra ŝaftrando, do la fortoj nuligas unu la alian. Ĉi tio signifas, ke la interna lagro ne eltenas ĉi tiujn fortojn, kaj ĝia nura funkcio estas konservi la statoron en la meza pozicio inter la du rotordiskoj.
Duobla statoraj unu-rotoraj motoroj ne alfrontas la defiojn de cirklaj motoroj, sed la dezajno de la statoro estas multe pli kompleksa kaj malfacila por atingi aŭtomatigon, kaj la rilataj kostoj ankaŭ estas altaj. Male al iu tradicia radialflua motoro, nur lastatempe aperis procezoj de fabrikado de aksaj motoroj kaj mekanikaj ekipaĵoj.
4. Apliko de elektraj veturiloj
Fidindeco estas kerna en la aŭtindustrio, kaj pruvante la fidindecon kaj fortikecon de malsamajaksaj fluaj motorojkonvinki fabrikistojn, ke ĉi tiuj motoroj taŭgas por amasproduktado, ĉiam estis defio. Ĉi tio instigis provizantoj de aksaj motoroj memstare plenumi ampleksajn validumprogramojn, kie ĉiu provizanto pruvas, ke ilia fidindeco de motoroj ne diferencas de tradiciaj radialaj fluaj motoroj.
La sola komponanto kiu povas eluziĝi en anaksa fluo motoroestas la lagroj. La longo de la aksa magneta fluo estas relative mallonga, kaj la pozicio de la lagroj estas pli proksima, kutime dizajnita por esti iomete "tro dimensia". Feliĉe, la aksa fluomotoro havas pli malgrandan rotoran mason kaj povas elteni pli malaltajn rotorajn dinamikajn ŝaftajn ŝarĝojn. Tial, la fakta forto aplikita al la lagroj estas multe pli malgranda ol tiu de la radiala fluomotoro.
Elektronika akso estas unu el la unuaj aplikoj de aksaj motoroj. La pli maldika larĝo povas enkapsuligi la motoron kaj rapidumujon en la akso. En hibridaj aplikoj, la pli mallonga aksa longo de la motoro siavice mallongigas la sumlongon de la transmisisistemo.
La sekva paŝo estas instali la aksan motoron sur la rado. Tiamaniere, potenco povas esti rekte transdonita de la motoro al la radoj, plibonigante la efikecon de la motoro. Pro la elimino de dissendoj, diferencialoj, kaj veturadŝaftoj, la komplekseco de la sistemo ankaŭ estis reduktita.
Tamen ŝajnas, ke normaj agordoj ankoraŭ ne aperis. Ĉiu fabrikanto de originalaj ekipaĵoj esploras specifajn agordojn, ĉar la malsamaj grandecoj kaj formoj de aksaj motoroj povas ŝanĝi la dezajnon de elektraj veturiloj. Kompare al radialaj motoroj, aksaj motoroj havas pli altan potencan densecon, kio signifas, ke pli malgrandaj aksaj motoroj povas esti uzataj. Ĉi tio disponigas novajn dezajnopciojn por veturilaj platformoj, kiel ekzemple la lokigo de bateripakaĵoj.
4.1 Segmentita armaturo
La motortopologio YASA (Senjugo kaj Segmentita Armaturo) estas ekzemplo de duobla rotora ununura statora topologio, kiu reduktas produktadkompleksecon kaj taŭgas por aŭtomatigita amasproduktado. Ĉi tiuj motoroj havas potencan densecon de ĝis 10 kW/kg kun rapidoj de 2000 ĝis 9000 rpm.
Uzante dediĉitan regilon, ĝi povas provizi kurenton de 200 kVA por la motoro. La regilo havas volumenon de proksimume 5 litroj kaj pezas 5.8 kilogramojn, inkluzive de termika administrado kun dielektra oleo-malvarmigo, taŭga por aksaj fluaj motoroj same kiel induktaj kaj radialaj fluaj motoroj.
Ĉi tio permesas al fabrikantoj de originalaj ekipaĵoj de elektraj aŭtomobiloj kaj programistoj de unua nivelo flekseble elekti la taŭgan motoron laŭ la aplikaĵo kaj disponebla spaco. La pli malgrandaj grandeco kaj pezo igas la veturilon pli malpeza kaj havas pli da baterioj, tiel pliigante la akcelon de la gamo.
5. Apliko de elektraj motorcikloj
Por elektraj motorcikloj kaj ATVoj, kelkaj firmaoj evoluigis AC-aksajn fluomotorojn. La komune uzata dezajno por ĉi tiu tipo de veturilo estas DC-peniko bazitaj aksaj fluaj dezajnoj, dum la nova produkto estas AC, plene sigelita senbrosa dezajno.
La bobenoj de kaj Dc kaj AC-motoroj restas senmovaj, sed la duoblaj rotoroj uzas permanentajn magnetojn anstataŭe de rotaciado de armaturoj. La avantaĝo de ĉi tiu metodo estas ke ĝi ne postulas mekanikan inversigon.
La AC-aksa dezajno ankaŭ povas uzi normajn trifazajn AC-motorregilojn por radialaj motoroj. Ĉi tio helpas redukti kostojn, ĉar la regilo kontrolas la fluon de tordmomanto, ne rapidecon. La regilo postulas frekvencon de 12 kHz aŭ pli alta, kio estas la ĉefa frekvenco de tiaj aparatoj.
La pli alta frekvenco venas de la pli malalta bobena indukto de 20 µ H. La frekvenco povas kontroli la fluon por minimumigi nunan ondeton kaj certigi sinusoidan signalon kiel eble plej glatan. De dinamika perspektivo, ĉi tio estas bonega maniero atingi pli mildan motoran kontrolon permesante rapidajn tordmomantajn ŝanĝojn.
Ĉi tiu dezajno adoptas distribuitan duoblan volvaĵon, do la magneta fluo fluas de la rotoro al alia rotoro tra la statoro, kun tre mallonga vojo kaj pli alta efikeco.
La ŝlosilo al ĉi tiu dezajno estas, ke ĝi povas funkcii kun maksimuma tensio de 60 V kaj ne taŭgas por pli altaj tensiaj sistemoj. Tial ĝi povas esti uzata por elektraj motorcikloj kaj kvarradaj veturiloj de klaso L7e kiel Renault Twizy.
La maksimuma tensio de 60 V permesas al la motoro esti integrita al ĉefaj elektraj sistemoj de 48 V kaj simpligas prizorgadon.
La specifoj de kvarradaj motorcikloj L7e en la Eŭropa Kadra Reglamento 2002/24/EC kondiĉas, ke la pezo de veturiloj uzataj por transporti varojn ne superas 600 kilogramojn, ekskludante la pezon de kuirilaroj. Ĉi tiuj veturiloj rajtas porti ne pli ol 200 kilogramojn da pasaĝeroj, ne pli ol 1000 kilogramojn da kargo kaj ne pli ol 15 kilovattojn da motora potenco. La distribua volvaĵa metodo povas provizi tordmomanton de 75-100 Nm, kun maksimuma eligo-potenco de 20-25 kW kaj kontinua potenco de 15 kW.
La defio de aksa fluo kuŝas en kiel kupraj volvaĵoj disipas varmecon, kio estas malfacila ĉar varmeco devas pasi tra la rotoro. La distribuita volvaĵo estas la ŝlosilo por solvi ĉi tiun problemon, ĉar ĝi havas grandan nombron da polusaj fendoj. Tiamaniere, ekzistas pli granda surfacareo inter la kupro kaj la ŝelo, kaj varmo povas esti transdonita al la ekstero kaj eligita per norma likva malvarmiga sistemo.
Multoblaj magnetaj polusoj estas ŝlosilaj por utiligi sinusoidajn ondoformojn, kiuj helpas redukti harmonojn. Ĉi tiuj harmonoj manifestiĝas kiel varmigo de la magnetoj kaj kerno, dum kupraj komponantoj ne povas forporti la varmecon. Kiam varmo akumuliĝas en magnetoj kaj ferkernoj, efikeco malpliiĝas, tial optimumigi la ondformon kaj varmovojon estas decida por motora rendimento.
La dezajno de la motoro estis optimumigita por redukti kostojn kaj atingi aŭtomatan amasproduktadon. Ekstrudita doma ringo ne postulas kompleksan mekanikan pretigon kaj povas redukti materialajn kostojn. La bobeno povas esti rekte bobenita kaj kunliga procezo estas uzata dum la bobena procezo por konservi la ĝustan kunigformon.
La ŝlosila punkto estas, ke la bobeno estas farita el norma komerce havebla drato, dum la fera kerno estas lamenigita kun norma metita de la breta transformŝtalo, kiu simple devas esti tranĉita en formo. Aliaj motordezajnoj postulas la uzon de molaj magnetaj materialoj en kernlamenigo, kiu povas esti pli multekosta.
La uzo de distribuitaj volvaĵoj signifas, ke la magneta ŝtalo ne bezonas esti segmentita; Ili povas esti pli simplaj formoj kaj pli facile fabrikeblaj. Redukti la grandecon de magneta ŝtalo kaj certigi ĝian facilecon de fabrikado havas gravan efikon al reduktado de kostoj.
La dezajno de ĉi tiu aksa fluo-motoro ankaŭ povas esti personecigita laŭ klientpostuloj. Klientoj havas personecigitajn versiojn evoluigitajn ĉirkaŭ baza dezajno. Tiam fabrikita sur prova produktadlinio por frua produktadkonfirmo, kiu povas esti reproduktita en aliaj fabrikoj.
Personigo estas ĉefe ĉar la agado de la veturilo dependas ne nur de la dezajno de la aksa magneta fluo-motoro, sed ankaŭ de la kvalito de la veturila strukturo, kuirilaro kaj BMS.
Afiŝtempo: Sep-28-2023
