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

pasiuna

Sa "2023 Dongfeng Motor Brand Spring Conference" kaniadtong Abril 10, ang Mach E nga bag-ong brand sa kusog sa enerhiya gipagawas. Ang E nagbarog alang sa elektrisidad, taas nga kahusayan, pagdaginot sa enerhiya ug pagpanalipod sa kinaiyahan.Ang Mach E nag-una nga gilangkuban sa tulo ka dagkong mga platform sa produkto: electric drive, baterya ug suplemento sa enerhiya.

Lakip kanila, ang Mach electric drive nga bahin adunay mga mosunod nga mga kinaiya:

Motor nga adunay carbon fiber nga adunay sapaw nga rotor nga teknolohiya, ang katulin makaabot sa 30,000 rpm;
pagpabugnaw sa lana;
Flat wire stator nga adunay 1 slot ug 8 wires;
Gipalambo sa kaugalingon nga SiC controller;
Ang pinakataas nga kahusayan sa sistema mahimong moabot sa 94.5%.

Kung itandi sa ubang mga teknolohiya,ang carbon fiber-coated rotor ug ang pinakataas nga tulin nga 30,000 rpm nahimong labing talagsaon nga mga highlight sa kini nga electric drive.

Mach E 30000rpm electric drive

Taas nga RPM ug Ubos nga Gasto nga Intrinsically Linke

Ang pinakataas nga katulin sa bag-ong enerhiya nga motor miuswag gikan sa inisyal nga 10,000rpm ngadto sa karon nga popular nga 15,000-18,000rpm.Bag-ohay lang, ang mga kompanya naglansad labaw pa sa 20,000rpm nga mga sistema sa pagmaneho sa kuryente, busa ngano nga ang katulin sa bag-ong mga motor sa enerhiya nagkataas ug mas taas?

Oo, ang mga resulta sa gasto!

Ang mosunud usa ka pagtuki sa relasyon tali sa katulin sa motor ug ang gasto sa motor sa lebel sa teoretikal ug simulation.

Ang bag-ong enerhiya nga puro nga electric drive system kasagaran naglakip sa tulo ka bahin, ang motor, ang motor controller ug ang gearbox.Ang motor controller mao ang input end sa electric energy, ang gearbox mao ang output end sa mekanikal nga enerhiya, ug ang motor mao ang conversion unit sa electric energy ug mechanical energy.Ang pamaagi sa pagtrabaho niini mao nga ang controller nag-input sa kuryente (kasamtangan * boltahe) sa motor.Pinaagi sa interaksyon sa electric energy ug magnetic energy sa sulod sa motor, kini nagpagawas sa mekanikal nga enerhiya (speed*torque) ngadto sa gearbox.Ang gear box nagmaneho sa sakyanan pinaagi sa pag-adjust sa gikusgon ug torque output sa motor pinaagi sa gear reduction ratio.

Pinaagi sa pag-analisar sa pormula sa motor torque, makita nga ang motor output torque T2 positibo nga may kalabutan sa gidaghanon sa motor.

Ang N mao ang gidaghanon sa mga turno sa stator, I mao ang input nga kasamtangan sa stator, B mao ang air flux density, R mao ang radius sa rotor core, ug L ang gitas-on sa motor core.

Sa kaso sa pagsiguro sa gidaghanon sa mga turno sa motor, ang input nga kasamtangan sa controller, ug ang flux density sa motor air gap, kon ang panginahanglan alang sa output torque T2 sa motor pagkunhod, ang gitas-on o diametro sa iron core mahimong makunhuran.

Ang pagbag-o sa gitas-on sa core sa motor wala maglakip sa pagbag-o sa stamping die sa stator ug rotor, ug ang pagbag-o medyo yano, mao nga ang naandan nga operasyon mao ang pagtino sa diametro sa kinauyokan ug pagkunhod sa gitas-on sa kinauyokan. .

Samtang ang gitas-on sa iron core mikunhod, ang gidaghanon sa electromagnetic nga mga materyales (iron core, magnetic steel, motor winding) sa motor mikunhod.Ang mga electromagnetic nga materyales nag-asoy sa medyo dako nga proporsiyon sa gasto sa motor, nga nagkantidad ug mga 72%.Kung ang torque mahimong makunhuran, ang gasto sa motor makunhuran pag-ayo.

Komposisyon sa gasto sa motor

Tungod kay ang bag-ong mga sakyanan sa enerhiya adunay usa ka pirmi nga panginahanglan alang sa wheel end torque, kung ang output torque sa motor pagakunhuran, ang speed ratio sa gearbox kinahanglan nga madugangan aron masiguro ang wheel end torque sa sakyanan.

n1=n2/r

T1=T2×r

Ang n1 mao ang katulin sa katapusan sa ligid, ang n2 mao ang katulin sa motor, ang T1 mao ang torque sa katapusan sa ligid, ang T2 mao ang torque sa motor, ug ang r mao ang ratio sa pagkunhod.

Ug tungod kay ang bag-ong mga sakyanan sa enerhiya aduna pa'y gikinahanglan nga maximum speed, ang maximum speed sa sakyanan mokunhod usab human ang speed ratio sa gearbox madugangan, nga dili madawat, mao nga kini nagkinahanglan nga ang motor speed kinahanglan nga madugangan.

Sa pagsumada,human ang motor makapakunhod sa torque ug makapadali, nga adunay makatarunganon nga ratio sa tulin, kini makapakunhod sa gasto sa motor samtang nagsiguro sa panginahanglan sa kuryente sa sakyanan.

Impluwensya sa de-torsion speed-up sa ubang mga kabtangan01Pagkahuman sa pagkunhod sa torque ug pagpadali, ang gitas-on sa core sa motor mikunhod, makaapekto ba kini sa gahum? Atong tan-awon ang power formula.

Ang U mao ang boltahe sa phase, ako mao ang stator input nga kasamtangan, cos∅ mao ang power factor, ug ang η mao ang efficiency.

Makita gikan sa pormula nga walay mga parameter nga may kalabutan sa gidak-on sa motor sa pormula sa gahum sa output sa motor, mao nga ang pagbag-o sa gitas-on sa core sa motor adunay gamay nga epekto sa gahum.

Ang mosunod mao ang resulta sa simulation sa mga eksternal nga kinaiya sa usa ka motor. Kung itandi sa gawas nga kinaiya nga kurba, ang gitas-on sa puthaw nga kinauyokan mikunhod, ang output torque sa motor mahimong mas gamay, apan ang maximum nga gahum sa output dili kaayo mausab, nga nagpamatuod usab sa ibabaw nga theoretical derivation.

Ang pagtandi sa mga kurba sa gawas nga kinaiya sa gahum sa motor ug torque nga adunay lainlaing mga gitas-on sa iron core

02Ang pagtaas sa katulin sa motor nagbutang sa unahan sa mas taas nga mga kinahanglanon alang sa pagpili sa mga bearings, ug ang high-speed nga mga bearings gikinahanglan aron masiguro ang operating life sa mga bearings.

03Ang mga high-speed nga motor mas angay alang sa pagpabugnaw sa lana, nga makatangtang sa kasamok sa pagpili sa selyo sa lana samtang gisiguro ang pagkawala sa kainit.

04Tungod sa taas nga tulin sa motor, mahimo’g ikonsiderar nga mogamit usa ka lingin nga wire motor imbes usa ka flat wire motor aron makunhuran ang pagkawala sa AC sa winding sa taas nga tulin.

05Kung gitakda ang gidaghanon sa mga poste sa motor, ang frequency sa pag-operate sa motor nagdugang tungod sa pagtaas sa katulin. Aron makunhuran ang kasamtangan nga harmonics, gikinahanglan nga madugangan ang frequency sa switching sa power module. Busa, ang usa ka SiC controller nga adunay taas nga switching frequency resistance usa ka maayong partner alang sa high-speed nga mga motor.

06Aron makunhuran ang pagkawala sa puthaw sa taas nga tulin, kinahanglan nga tagdon ang pagpili sa mubu nga pagkawala ug taas nga kusog nga ferromagnetic nga mga materyales.

07Siguruha nga ang rotor dili madaot tungod sa sobra nga katulin sa 1.2 ka beses nga labing taas nga tulin, sama sa pag-optimize sa magnetic isolation bridge, carbon fiber coating, ug uban pa.

Hulagway sa paghabol sa carbon fiber

I-summarize

Ang pagtaas sa katulin sa motor makaluwas sa gasto sa motor, apan ang pagtaas sa gasto sa ubang mga sangkap kinahanglan usab nga tagdon sa balanse.Ang mga high-speed nga motor ang mahimong direksyon sa pag-uswag sa mga sistema sa pagmaneho sa kuryente. Dili lamang kini usa ka paagi aron makatipig sa mga gasto, apan usa usab ka pagpamalandong sa lebel sa teknikal sa usa ka negosyo.Ang pag-uswag ug paghimo sa mga high-speed nga motor labi ka lisud. Dugang pa sa paggamit sa bag-ong mga materyales ug bag-ong mga proseso, nagkinahanglan usab kini sa espiritu sa kahusayan sa mga electrical engineer.

Oras sa pag-post: Abr-19-2023

Ngano nga ang katulin sa motor nagkataas ug mas taas nga gimaneho sa gasto?