В зависимост от типа система, която се проектира и основната среда, в която работи, теглото на двигателя може да бъде много важно за общата цена и експлоатационната стойност на системата.Намаляването на теглото на двигателя може да бъде разгледано в няколко посоки, включително универсален дизайн на двигателя, ефективно производство на компоненти и избор на материали.За да се постигне това, е необходимо да се подобрят всички аспекти на развитието на двигателя: от дизайна до ефективното производство на компоненти с помощта на оптимизирани материали, използването на леки материали и нови производствени процеси.Най-общо казано, ефективността на двигателя зависи от вида, размера, използването на двигателя, както и от качеството и количеството на използваните материали.Следователно, от всички тези аспекти, електрическите двигатели трябва да бъдат разработени с помощта на енергийни и рентабилни компоненти.
Моторът е електромеханично устройство за преобразуване на енергия, което преобразува електрическата енергия в механична енергия под формата на линейно или въртеливо движение. Принципът на работа на двигателя зависи главно от взаимодействието на магнитни и електрически полета.Много параметри могат да се използват за сравняване на двигатели: въртящ момент, плътност на мощността, конструкция, основен принцип на работа, коефициент на загуба, динамична реакция и ефективност, като последният е най-важен.Причините за ниската ефективност на двигателя могат да се отдадат главно на следните фактори: неподходящ размер, ниска електрическа ефективност на използвания двигател, ниска механична ефективност на крайния потребител (помпи, вентилатори, компресори и др.) Няма система за контрол на скоростта, която е лоша поддържани или дори несъществуващи.
За да се увеличи максимално енергийната ефективност на двигателя, загубите от различни преобразувания на енергия по време на работа на двигателя трябва да бъдат сведени до минимум.Всъщност в електрическата машина енергията се преобразува от електрическа в електромагнитна и след това обратно в механична.Електрическите двигатели с повишена ефективност се различават от конвенционалните електродвигатели, защото имат минимални загуби.Всъщност при конвенционалните двигатели загубите се причиняват главно от: загуби от триене и механични загуби, дължащи се на вятърни загуби (лагери, четки и вентилация) загуби във вакуумно желязо (пропорционални на квадрата на напрежението), свързани с промени в посоката на потока Загуби поради към хистерезиса на разпръснатата енергия на сърцевината и загубите, дължащи се на ефекта на Джаул (пропорционален на квадрата на тока), дължащи се на вихрови токове, причинени от циркулиращи токове и промени в потока в сърцевината.
правилен дизайн
Проектирането на най-ефективния двигател е ключов аспект за намаляване на теглото и тъй като повечето двигатели са проектирани за широко разпространено използване, правилният двигател за конкретно приложение често е по-голям от действително необходимия.За да се преодолее това предизвикателство, е важно да се намерят компании за производство на двигатели, които са готови да направят промени по полу-персонализирани начини, от намотките на мотора и магнитите до размера на рамката.За да се гарантира, че има правилна намотка, е необходимо да се знаят спецификациите на двигателя, така че да могат да се поддържат точният въртящ момент и скорост, необходими за приложението.В допълнение към регулирането на намотките, производителите могат също така да променят магнитния дизайн на двигателя въз основа на промените в пропускливостта. Правилното поставяне на редкоземни магнити между ротора и статора може да помогне за увеличаване на общия въртящ момент на двигателя.
нов производствен процес
Производителите са в състояние непрекъснато да надграждат оборудването си, за да произвеждат двигателни компоненти с по-висока толерантност, елиминирайки дебелите стени и плътните зони, използвани някога като граница на безопасност срещу счупване.Тъй като всеки компонент е преработен и произведен с помощта на най-новите технологии, теглото може да бъде намалено на множество места, които включват магнитни компоненти, включително изолация и покрития, рамки и валове на двигателя.
избор на материал
Изборът на материал има цялостно влияние върху работата на двигателя, ефективността и теглото, което е най-очевидният пример защо толкова много производители използват алуминиеви рамки вместо неръждаема стомана.Производителите продължават да експериментират с материали с електромагнитни и изолационни свойства и производителите използват разнообразие от различни композитни материали, както и по-леки метали, които предлагат леки алтернативи на стоманените компоненти.За целите на монтажа се предлагат различни подсилени пластмаси, полимери и смоли, в зависимост от специфичните изисквания на потребителя за крайния двигател.Тъй като дизайнерите на двигатели продължават да експериментират и изследват алтернативни компоненти, включително покрития с по-ниска плътност и смоли за уплътнителни цели, те вдъхват нов живот на производствения процес, което често се отразява на теглото на двигателя.Освен това производителите предлагат двигатели без рамка, които могат да окажат влияние върху теглото на двигателя чрез пълно премахване на рамката.
в заключение
Технологии, които използват леки материали, нови производствени процеси и магнитни материали за намаляване на теглото на двигателя и подобряване на ефективността на двигателя.Електрическите двигатели, особено в автомобилните приложения, представляват нарастващ брой бъдещи технологии.Така че, дори и да има още дълъг път, да се надяваме, че това ще стане все по-консолидирана технология, с подобрени ефективни електрически двигатели, които решават проблеми, свързани с енергоспестяването.
Време на публикуване: 28 юли 2022 г