Perchè a vitezza di u mutore diventa sempre più alta guidata da u costu?

prefazione

 

 

À a "2023 Dongfeng Motor Brand Spring Conference" u 10 d'aprile, a nova marca di energia Mach E hè stata liberata. E significa elettricità, alta efficienza, risparmiu d'energia è prutezzione di l'ambiente.Mach E hè principarmenti cumpostu di trè piattaforme principali di produttu: unità elettrica, batteria è supplementu energeticu.

 

Frà elli, a parte di a mossa elettrica Mach hà e seguenti caratteristiche:

 

  • Motore cù a tecnulugia di rotore rivestita in fibra di carbone, a vitezza pò ghjunghje à 30 000 rpm;
  • rinfrescante d'oliu;
  • Stator à filu pianu cù 1 slot è 8 fili;
  • Controller SiC auto-sviluppatu;
  • L'efficienza massima di u sistema pò ghjunghje sin'à 94,5%.

 

Paragunatu cù altre tecnulugia,u rotore rivestitu di fibra di carbonu è a velocità massima di 30 000 rpm sò diventati i punti culminanti più distintivi di sta unità elettrica.

 

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Trazione elettrica Mach E 30000 rpm

 

High RPM è Low Cost Intrinsically Linke

A velocità massima di u novu mutore d'energia hè aumentata da l'iniziali 10,000rpm à l'oghji generalmente populari 15,000-18,000rpm.Ricertamenti, l'imprese anu lanciatu più di 20 000 rpm sistemi di trasmissione elettrica, allora perchè a velocità di i novi mutori d'energia hè sempre più alta?

 

Iè, i risultati di i costi!

 

Questa hè una analisi di a relazione trà a velocità di u mutore è u costu di u mutore à u livellu teoricu è di simulazione.

 

U novu sistema di propulsione elettrica pura d'energia include generalmente trè parti, u mutore, u cuntrollu di u mutore è a scatula di trasmissione.U cuntrollu di u mutore hè l'estremità di input di l'energia elettrica, a scatula di trasmissione hè a fine di output di l'energia meccanica, è u mutore hè l'unità di cunversione di energia elettrica è energia meccanica.U so metudu di travagliu hè chì u controller inserisce energia elettrica (corrente * voltage) in u mutore.Attraversu l'interazzione di l'energia elettrica è l'energia magnetica in u mutore, emette energia meccanica (velocità * torque) à a scatula di trasmissione.A scatula di ingranaggi conduce u veiculu aghjustendu a velocità è u torque output da u mutore attraversu u rapportu di riduzione di l'ingranaggio.

 

Analizendu a formula di torque di u mutore, pò esse vistu chì u torque di uscita di u mutore T2 hè correlatu positivamente cù u voluminu di u mutore.

 

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N hè u numeru di giri di u stator, I hè u currente di input di u stator, B hè a densità di flussu d'aria, R hè u raghju di u core di u rotore, è L hè a lunghezza di u core di u mutore.

 

In u casu di assicurà u numeru di giri di u mutore, u currente di ingressu di u controller, è a densità di flussu di l'aria di u mutore, se a dumanda di u torque di output T2 di u mutore hè ridutta, a lunghezza o diametru di u mutore hè ridutta. core di ferru pò esse ridutta.

 

U cambiamentu di a lunghezza di u core di u mutore ùn implica micca u cambiamentu di u stamping die di u stator è u rotore, è u cambiamentu hè relativamente simplice, cusì l'operazione abituale hè di determinà u diametru di u core è riduce a durata di u core. .

 

Quandu a durata di u core di ferru diminuisce, a quantità di materiale elettromagneticu (nucleu di ferru, azzaru magneticu, bobina di mutore) di u mutore hè ridutta.I materiali elettromagnetici cuntenenu una proporzione relativamente grande di u costu di u mutore, cuntendu circa 72%.Se u torque pò esse ridutta, u costu di u mutore serà significativamente ridutta.

 

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A cumpusizioni di u costu di u mutore

 

Perchè i veiculi d'energia novi anu una dumanda fissa per u torque di a fine di a rota, se u torque di output di u mutore deve esse ridutta, u rapportu di velocità di a scatula deve esse aumentatu per assicurà u torque di a fine di a rota di u veiculu.

 

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 hè a vitezza di l'estremità di a rota, n2 hè a vitezza di u mutore, T1 hè u torque di l'estremità di a rota, T2 hè u torque di u mutore, è r hè u rapportu di riduzzione.

 

È perchè i veiculi di l'energia nova anu sempre u requisitu di a velocità massima, a vitezza massima di u veiculu hà ancu diminuite dopu chì u rapportu di velocità di a scatula hè aumentata, chì hè inacceptable, per quessa, hè bisognu chì a vitezza di u mutore deve esse aumentata.

 

Per riassume,dopu chì u mutore riduce u torque è accelera, cù un rapportu di velocità raghjone, pò riduce u costu di u mutore mentre assicurendu a dumanda di putenza di u veiculu.

Influenza di a accelerazione di de-torsione nantu à altre proprietà01Dopu avè riduciutu u torque è accelerà, a durata di u core di u mutore diminuisce, affetterà a putenza? Fighjemu a formula di putenza.

 

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U hè a tensione di fase, I hè a corrente d'entrata di u statore, cos∅ hè u fattore di putenza, è η hè l'efficienza.

 

Pò esse vistu da a formula chì ùn ci sò micca paràmetri ligati à a dimensione di u mutore in a formula di a putenza di output di u mutore, cusì u cambiamentu di a lunghezza di u core di u mutore hà pocu effettu nantu à u putere.

 

U seguente hè u risultatu di simulazione di e caratteristiche esterne di un certu mutore. In cunfrontu cù a curva caratteristica esterna, a lunghezza di u core di ferru hè ridutta, u torque di output di u mutore diventa più chjucu, ma a putenza massima di output ùn cambia assai, chì cunfirma ancu a derivazione teorica sopra.

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Comparazione di e curve caratteristiche esterne di a putenza di u mutore è u torque cù diverse lunghezze di core di ferru

 

02L'aumentu di a vitezza di u mutore presenta esigenze più altu per a selezzione di cuscinetti, è i cuscinetti d'alta velocità sò necessarii per assicurà a vita operativa di i cuscinetti.

03I mutori d'alta velocità sò più adattati per u rinfrescante di l'oliu, chì ponu caccià u prublema di a selezzione di sigilli d'oliu mentre assicurendu a dissipazione di u calore.

04A causa di l'alta velocità di u mutore, pò esse cunsideratu di utilizà un mutore di filu tondu invece di un mutore di filu pianu per riduce a perdita AC di u bobinamentu à alta velocità.

05Quandu u numeru di poli di u mutore hè fissu, a freccia operativa di u mutore aumenta per via di l'aumentu di a velocità. Per riduce l'armoniche attuali, hè necessariu di aumentà a frequenza di commutazione di u modulu di putenza. Per quessa, un controller SiC cù una alta resistenza di freccia di commutazione hè un bonu cumpagnu per i mutori d'alta velocità.

06Per riduce a perdita di ferru à alta velocità, hè necessariu di cunsiderà a selezzione di materiali ferromagnetici à bassa perdita è alta forza.

07Assicuratevi chì u rotore ùn pò micca esse danatu per via di una velocità eccessiva à 1,2 volte a velocità massima, cum'è l'ottimisazione di u ponte di isolamentu magneticu, u revestimentu di fibra di carbone, etc.

 

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Stampa di fibre di carbonu

 

Riassume

 

 

L'aumentu di a velocità di u mutore pò salvà u costu di u mutore, ma l'aumentu di u costu di l'altri cumpunenti deve ancu esse cunsideratu in equilibriu.I mutori d'alta velocità seranu a direzzione di sviluppu di i sistemi di propulsione elettrica. Questu hè micca solu un modu per salvà i costi, ma ancu un riflessu di u livellu tecnicu di una impresa.U sviluppu è a produzzione di mutori d'alta velocità hè sempre assai difficiule. In più di l'applicazione di novi materiali è novi prucessi, hè ancu bisognu di u spiritu di eccellenza di l'ingegneri elettrici.


Postu tempu: Apr-19-2023