Radial axın mühərrikləri ilə müqayisədə eksenel axın mühərrikləri elektrikli avtomobil dizaynında bir çox üstünlüklərə malikdir. Məsələn, eksenel axın mühərrikləri mühərriki oxdan təkərlərin içərisinə doğru hərəkət etdirərək güc qurğusunun dizaynını dəyişə bilər.
1.Güc oxu
Eksenel axın mühərrikləriartan diqqət alırlar (çəkilmə qazanırlar). Uzun illərdir ki, bu tip mühərrik liftlər və kənd təsərrüfatı maşınları kimi stasionar tətbiqlərdə istifadə olunur, lakin son on ildə bir çox tərtibatçılar bu texnologiyanı təkmilləşdirmək və elektrik motosikletlərinə, hava limanlarına, yük maşınlarına, elektrik yük maşınlarına tətbiq etmək üzərində işləyirlər. nəqliyyat vasitələri və hətta təyyarələr.
Ənənəvi radial axın mühərrikləri çəki və dəyəri optimallaşdırmaqda əhəmiyyətli irəliləyiş əldə edən daimi maqnitlərdən və ya induksiya mühərriklərindən istifadə edir. Bununla belə, inkişafı davam etdirmək üçün bir çox çətinliklərlə üzləşirlər. Tamamilə fərqli bir mühərrik növü olan eksenel axın yaxşı bir alternativ ola bilər.
Radial mühərriklərlə müqayisədə eksenel axını daimi maqnit mühərriklərinin effektiv maqnit səthi xarici diametri deyil, mühərrik rotorunun səthidir. Buna görə də, müəyyən bir mühərrik həcmində eksenel axını daimi maqnit mühərrikləri adətən daha böyük fırlanma anı təmin edə bilər.
Eksenel axın mühərrikləridaha yığcamdır; Radial mühərriklərlə müqayisədə motorun eksenel uzunluğu xeyli qısadır. Daxili təkər mühərrikləri üçün bu, çox vaxt həlledici amildir. Eksenel mühərriklərin kompakt quruluşu oxşar radial mühərriklərə nisbətən daha yüksək güc sıxlığı və fırlanma anı sıxlığını təmin edir, beləliklə, son dərəcə yüksək işləmə sürətlərinə ehtiyacı aradan qaldırır.
Eksenel axın mühərriklərinin səmərəliliyi də çox yüksəkdir, adətən 96% -dən çoxdur. Bu, bazarda ən yaxşı 2D radial axın mühərrikləri ilə müqayisədə səmərəlilik baxımından müqayisə edilə bilən və ya daha yüksək olan daha qısa, bir ölçülü axın yolu sayəsindədir.
Motorun uzunluğu daha qısadır, adətən 5-8 dəfə qısa olur, çəkisi də 2-5 dəfə azalır. Bu iki amil elektrikli avtomobil platforması dizaynerlərinin seçimini dəyişdi.
2. Axial flux texnologiyası
üçün iki əsas topologiya vareksenel axın mühərrikləri: ikili rotorlu tək stator (bəzən torus tipli maşınlar adlanır) və tək rotorlu ikili stator.
Hal-hazırda daimi maqnit mühərriklərinin əksəriyyəti radial axını topologiyasından istifadə edir. Maqnit axınının dövrəsi rotorda daimi bir maqnitlə başlayır, statorun birinci dişindən keçir və sonra stator boyunca radial olaraq axır. Sonra rotordakı ikinci maqnit poladına çatmaq üçün ikinci dişdən keçin. İkili rotorlu eksenel axın topologiyasında axın döngəsi birinci maqnitdən başlayır, stator dişlərindən eksenel olaraq keçir və dərhal ikinci maqnitə çatır.
Bu o deməkdir ki, axın yolu radial axın mühərrikləri ilə müqayisədə çox qısadır, nəticədə daha kiçik mühərrik həcmləri, daha yüksək güc sıxlığı və eyni gücdə səmərəlilik əldə edilir.
Maqnit axınının birinci dişdən keçdiyi və sonra stator vasitəsilə növbəti dişə qayıdaraq maqnitə çatdığı radial mühərrik. Maqnit axını iki ölçülü bir yol izləyir.
Eksenel maqnit axını maşınının maqnit axını yolu bir ölçülüdür, buna görə də taxıl yönümlü elektrik poladdan istifadə edilə bilər. Bu polad axının keçməsini asanlaşdırır və bununla da səmərəliliyi artırır.
Radial axın mühərrikləri ənənəvi olaraq paylanmış sarımlardan istifadə edir, sarım uclarının yarısına qədər işləmir. Bobin həddindən artıq olması əlavə çəki, xərc, elektrik müqaviməti və daha çox istilik itkisi ilə nəticələnəcək və dizaynerləri sarğı dizaynını təkmilləşdirməyə məcbur edəcəkdir.
Bobin bitireksenel axın mühərrikləridaha azdır və bəzi dizaynlarda tamamilə təsirli olan konsentratlı və ya seqmentli sarımlardan istifadə olunur. Seqmentli stator radial maşınları üçün statorda maqnit axını yolunun qırılması əlavə itkilər gətirə bilər, lakin eksenel axın mühərrikləri üçün bu problem deyil. Bobin sarımının dizaynı təchizatçıların səviyyəsini fərqləndirmək üçün açardır.
3. İnkişaf
Eksenel axın mühərrikləri dizayn və istehsalda bəzi ciddi çətinliklərlə üzləşirlər, texnoloji üstünlüklərinə baxmayaraq, onların xərcləri radial mühərriklərdən xeyli yüksəkdir. İnsanlar radial mühərrikləri çox yaxşı başa düşürlər və istehsal üsulları və mexaniki avadanlıqlar da asanlıqla mövcuddur.
Eksenel axın mühərriklərinin əsas problemlərindən biri rotor və stator arasında vahid hava boşluğunun saxlanmasıdır, çünki maqnit qüvvəsi radial mühərriklərdən çox böyükdür və vahid hava boşluğunun saxlanmasını çətinləşdirir. İki rotorlu eksenel axın mühərrikində də istilik yayılması problemi var, çünki sarım statorun dərinliklərində və iki rotor diski arasında yerləşir və istilik yayılmasını çox çətinləşdirir.
Eksenel axın mühərrikləri də bir çox səbəblərə görə istehsal etmək çətindir. Bir boyunduruq topologiyası olan ikili rotorlu maşından istifadə edən ikili rotorlu maşın (yəni dəmir boyunduruğu statordan çıxarmaqla, lakin dəmir dişləri saxlamaqla) motorun diametrini və maqnitini genişləndirmədən bu problemlərin bəzilərinin öhdəsindən gəlir.
Bununla belə, boyunduruğun çıxarılması yeni problemlər gətirir, məsələn, mexaniki boyunduruq bağlantısı olmadan ayrı-ayrı dişləri necə düzəltmək və yerləşdirmək. Soyutma da daha böyük problemdir.
Rotorun istehsalı və hava boşluğunun saxlanması da çətindir, çünki rotor diski rotoru çəkir. Üstünlük ondan ibarətdir ki, rotor diskləri birbaşa mil halqası vasitəsilə bağlanır, buna görə də qüvvələr bir-birini ləğv edir. Bu o deməkdir ki, daxili rulman bu qüvvələrə tab gətirmir və onun yeganə funksiyası statoru iki rotor diski arasında orta vəziyyətdə saxlamaqdır.
İkiqat statorlu tək rotorlu mühərriklər dairəvi mühərriklərin çətinlikləri ilə üzləşmir, lakin statorun dizaynı daha mürəkkəbdir və avtomatlaşdırmaya nail olmaq çətindir və bununla bağlı xərclər də yüksəkdir. Hər hansı bir ənənəvi radial axın mühərrikindən fərqli olaraq, eksenel motor istehsal prosesləri və mexaniki avadanlıq yalnız bu yaxınlarda ortaya çıxdı.
4. Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin tətbiqi
Etibarlılıq avtomobil sənayesində mühüm əhəmiyyət kəsb edir və müxtəlif etibarlılıq və möhkəmlik sübut edireksenel axın mühərrikləriistehsalçıları bu mühərriklərin kütləvi istehsal üçün uyğun olduğuna inandırmaq həmişə çətin olmuşdur. Bu, eksenel mühərrik təchizatçılarını təkbaşına geniş yoxlama proqramları həyata keçirməyə vadar etdi, hər bir təchizatçı öz motorlarının etibarlılığının ənənəvi radial axın mühərriklərindən heç bir fərqi olmadığını nümayiş etdirdi.
Birdə köhnələ bilən yeganə komponenteksenel axın mühərrikirulmanlardır. Eksenel maqnit axınının uzunluğu nisbətən qısadır və rulmanların mövqeyi daha yaxındır, adətən bir qədər "ölçülü" olmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Xoşbəxtlikdən, eksenel axın mühərriki daha kiçik bir rotor kütləsinə malikdir və daha aşağı rotorun dinamik şaft yüklərinə tab gətirə bilər. Buna görə, rulmanlara tətbiq olunan faktiki qüvvə radial axın mühərrikindən çox kiçikdir.
Elektron ox eksenel mühərriklərin ilk tətbiqlərindən biridir. Daha incə eni oxdakı motoru və sürət qutusunu əhatə edə bilər. Hibrid tətbiqlərdə mühərrikin daha qısa ox uzunluğu öz növbəsində ötürücü sisteminin ümumi uzunluğunu qısaldır.
Növbəti addım eksenel mühərriki təkər üzərində quraşdırmaqdır. Beləliklə, güc birbaşa mühərrikdən təkərlərə ötürülə bilər, bu da motorun səmərəliliyini artırır. Transmissiyaların, diferensialların və ötürücü valların aradan qaldırılması sayəsində sistemin mürəkkəbliyi də azalıb.
Bununla belə, deyəsən, standart konfiqurasiyalar hələ ortaya çıxmayıb. Hər bir orijinal avadanlıq istehsalçısı xüsusi konfiqurasiyaları araşdırır, çünki oxlu mühərriklərin müxtəlif ölçüləri və formaları elektrik avtomobillərinin dizaynını dəyişə bilər. Radial mühərriklərlə müqayisədə eksenel mühərriklər daha yüksək güc sıxlığına malikdir, bu da daha kiçik eksenel mühərriklərin istifadə oluna biləcəyi deməkdir. Bu, batareya paketlərinin yerləşdirilməsi kimi avtomobil platformaları üçün yeni dizayn variantları təqdim edir.
4.1 Seqmentləşdirilmiş armatur
YASA (Yokeless and Segmented Armature) motor topologiyası istehsalın mürəkkəbliyini azaldan və avtomatlaşdırılmış kütləvi istehsal üçün uyğun olan ikili rotorlu tək stator topologiyasına nümunədir. Bu mühərriklər 2000-dən 9000 rpm-ə qədər olan sürətlərdə 10 kVt/kq-a qədər güc sıxlığına malikdir.
Xüsusi bir nəzarətçidən istifadə edərək, mühərrik üçün 200 kVA cərəyan təmin edə bilər. Nəzarətçinin həcmi təxminən 5 litr və çəkisi 5,8 kiloqramdır, o cümlədən dielektrik yağ soyutma ilə istilik idarəetməsi, ox axını mühərrikləri, eləcə də induksiya və radial axın mühərrikləri üçün uyğundur.
Bu, elektrik avtomobilinin orijinal avadanlıq istehsalçılarına və birinci səviyyə tərtibatçılarına tətbiqə və mövcud sahəyə əsaslanaraq uyğun mühərriki çevik şəkildə seçməyə imkan verir. Daha kiçik ölçü və çəki avtomobili yüngülləşdirir və daha çox akkumulyatora malik olur və beləliklə, sıranın artırılmasını artırır.
5. Elektrikli motosikletlərin tətbiqi
Elektrikli motosikletlər və ATV-lər üçün bəzi şirkətlər AC axial axını mühərrikləri hazırlamışlar. Bu tip avtomobillər üçün geniş istifadə olunan dizayn DC fırça əsaslı eksenel axın dizaynlarıdır, yeni məhsul isə AC, tam möhürlənmiş fırçasız dizayndır.
Həm DC, həm də AC mühərriklərinin rulonları sabit qalır, lakin ikili rotorlar fırlanan armaturlar əvəzinə daimi maqnitlərdən istifadə edirlər. Bu metodun üstünlüyü ondan ibarətdir ki, onun mexaniki tərs çevrilməsini tələb etmir.
AC eksenel dizaynı həmçinin radial mühərriklər üçün standart üç fazalı AC motor kontrollerlərindən istifadə edə bilər. Bu, xərcləri azaltmağa kömək edir, çünki nəzarətçi sürətə deyil, fırlanma anının cərəyanına nəzarət edir. Nəzarətçi bu cür cihazların əsas tezliyi olan 12 kHz və ya daha yüksək tezlik tələb edir.
Daha yüksək tezlik 20 µH-lik aşağı sarğı endüktansından gəlir. Tezlik cərəyan dalğasını minimuma endirmək və mümkün qədər hamar sinusoidal siqnalı təmin etmək üçün cərəyanı idarə edə bilər. Dinamik nöqteyi-nəzərdən bu, sürətli fırlanma momentinin dəyişməsinə imkan verməklə daha hamar motor idarəetməsinə nail olmaq üçün əla yoldur.
Bu dizayn paylanmış ikiqatlı sarğı qəbul edir, buna görə də maqnit axını rotordan digər rotora stator vasitəsilə çox qısa yol və daha yüksək səmərəliliklə axır.
Bu dizaynın açarı odur ki, o, maksimum 60 V gərginlikdə işləyə bilər və daha yüksək gərginlikli sistemlər üçün uyğun deyil. Buna görə də, o, elektrikli motosikletlər və Renault Twizy kimi L7e sinifli dörd təkərli avtomobillər üçün istifadə edilə bilər.
Maksimum 60 V gərginlik mühərriki əsas 48 V elektrik sistemlərinə inteqrasiya etməyə imkan verir və texniki xidmət işlərini asanlaşdırır.
2002/24/EC Avropa Çərçivə Qaydasındakı L7e dördtəkərli motosikletin spesifikasiyası yüklərin daşınması üçün istifadə olunan nəqliyyat vasitələrinin çəkisinin akkumulyatorların çəkisi istisna olmaqla, 600 kiloqramdan çox olmamasını şərtləndirir. Bu nəqliyyat vasitələrinə 200 kiloqramdan çox olmayan sərnişin, 1000 kiloqramdan çox olmayan yük və 15 kilovatdan çox olmayan mühərrik gücünə icazə verilir. Paylanmış sarma üsulu 20-25 kVt maksimum çıxış gücü və 15 kVt davamlı güc ilə 75-100 Nm fırlanma anı təmin edə bilər.
Eksenel axının çətinliyi mis sarımların istiliyi necə yayması ilə bağlıdır, bu çətindir, çünki istilik rotordan keçməlidir. Paylanmış sarım bu problemi həll etmək üçün açardır, çünki çox sayda dirək yuvası var. Bu sayədə mis və qabıq arasında daha böyük bir səth sahəsi yaranır və standart maye soyutma sistemi ilə istilik xaricə ötürülə və boşaldıla bilər.
Çoxlu maqnit qütbləri harmonikləri azaltmağa kömək edən sinusoidal dalğa formalarından istifadə etmək üçün açardır. Bu harmoniklər maqnitlərin və nüvənin qızdırılması kimi özünü göstərir, mis komponentləri isə istiliyi daşıya bilməz. Maqnitlərdə və dəmir nüvələrdə istilik yığıldıqda, səmərəlilik azalır, buna görə də dalğa formasını və istilik yolunu optimallaşdırmaq motorun işləməsi üçün çox vacibdir.
Mühərrikin dizaynı xərcləri azaltmaq və avtomatlaşdırılmış kütləvi istehsala nail olmaq üçün optimallaşdırılmışdır. Ekstrüzyonlu bir mənzil halqası mürəkkəb mexaniki emal tələb etmir və material xərclərini azalda bilər. Bobin birbaşa sarıla bilər və düzgün montaj formasını saxlamaq üçün sarma prosesində bir bağlama prosesi istifadə olunur.
Əsas məqam ondan ibarətdir ki, rulon standart kommersiyada mövcud olan teldən hazırlanır, dəmir özəyi isə standart rəf transformator poladı ilə laminatlanır və sadəcə forma kəsilməsi lazımdır. Digər motor dizaynları daha bahalı ola bilən əsas laminasiyada yumşaq maqnit materialların istifadəsini tələb edir.
Paylanmış sarımların istifadəsi o deməkdir ki, maqnit poladın seqmentlərə bölünməsinə ehtiyac yoxdur; Onlar daha sadə formada ola bilər və istehsalı daha asan ola bilər. Maqnit poladın ölçülərinin azaldılması və istehsalının asanlığının təmin edilməsi xərclərin azaldılmasına əhəmiyyətli təsir göstərir.
Bu eksenel axın motorunun dizaynı da müştəri tələblərinə uyğun olaraq fərdiləşdirilə bilər. Müştərilər əsas dizayn ətrafında hazırlanmış fərdi versiyalara malikdirlər. Sonra digər fabriklərdə təkrarlana bilən erkən istehsalın yoxlanılması üçün sınaq istehsal xəttində istehsal olunur.
Fərdiləşdirmə əsasən ona görədir ki, avtomobilin performansı təkcə eksenel maqnit axını mühərrikinin dizaynından deyil, həm də avtomobilin strukturunun, batareya paketinin və BMS-nin keyfiyyətindən asılıdır.
Göndərmə vaxtı: 28 sentyabr 2023-cü il
