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

formála

Á „2023 Dongfeng Motor Brand Vorráðstefnunni“ þann 10. apríl var nýja orkumerkið Mach E gefið út. E stendur fyrir rafmagn, mikil afköst, orkusparnaður og umhverfisvernd.Mach E er aðallega samsett úr þremur helstu vörupöllum: rafdrif, rafhlöðu og orkuuppbót.

Meðal þeirra hefur Mach rafdrifshlutinn eftirfarandi eiginleika:

Mótor með koltrefjahúðuðu snúningstækni, hraðinn getur náð 30.000 rpm;
olíukæling;
Flatvíra stator með 1 rauf og 8 víra;
Sjálf þróað SiC stjórnandi;
Hámarks skilvirkni kerfisins getur náð 94,5%.

Í samanburði við aðra tækni,koltrefjahúðaða snúningurinn og hámarkshraði 30.000 snúninga á mínútu hafa orðið mest áberandi hápunktur þessa rafdrifs.

Mach E 30000rpm rafdrif

Hár snúningur á mínútu og lágur kostnaður Innri tenging

Hámarkshraði nýja orkumótorsins hefur aukist úr upphaflegu 10.000 snúninga á mínútu í hinn almennt vinsæla 15.000-18.000 snúninga á mínútu.Nýlega hafa fyrirtæki sett á markað meira en 20.000 snúninga á mínútu rafdrifskerfi, svo hvers vegna er hraði nýrra orkumótora að verða meiri og meiri?

Já, kostnaðardrifinn árangur!

Eftirfarandi er greining á sambandi milli hraða hreyfilsins og kostnaðar við mótorinn á fræðilegu og uppgerðu stigi.

Nýja orkuhreina rafdrifskerfið inniheldur venjulega þrjá hluta, mótorinn, mótorstýringuna og gírkassann.Mótorstýringin er inntaksenda raforku, gírkassinn er framleiðsluenda vélrænnar orku og mótorinn er umbreytingareining raforku og vélrænnar orku.Vinnuaðferð þess er að stjórnandinn setur raforku (straum * spennu) inn í mótorinn.Með samspili raforku og segulorku inni í mótornum gefur hann vélrænni orku (hraði * tog) til gírkassans.Gírkassinn knýr ökutækið með því að stilla hraða og togi frá mótornum í gegnum gírminnkunarhlutfallið.

Með því að greina mótor tog formúluna má sjá að mótor úttak tog T2 er jákvæð fylgni við mótor rúmmál.

N er fjöldi snúninga statorsins, I er innstraumur statorsins, B er loftflæðisþéttleiki, R er radíus snúðskjarnans og L er lengd mótorkjarna.

Ef tryggt er fjölda snúninga mótorsins, innstreymi stjórnandans og flæðisþéttleika loftbils hreyfilsins, ef eftirspurn eftir úttakstogi T2 hreyfilsins er minnkað, þá er lengd eða þvermál járnkjarna má minnka.

Breytingin á lengd mótorkjarna felur ekki í sér breytingu á stimplunardíunni á statornum og snúningnum og breytingin er tiltölulega einföld, þannig að venjuleg aðgerð er að ákvarða þvermál kjarnans og draga úr lengd kjarnans. .

Þegar lengd járnkjarna minnkar minnkar magn rafsegulefna (járnkjarna, segulstál, mótorvinda) mótorsins.Rafsegulefni eru tiltölulega stór hluti af mótorkostnaði, eða um 72%.Ef hægt er að minnka togið mun mótorkostnaðurinn minnka verulega.

Samsetning mótorkostnaðar

Vegna þess að ný orkutæki hafa fasta eftirspurn eftir snúningsvægi hjóla, ef draga á úr úttaksvægi mótorsins, verður að auka hraðahlutfall gírkassans til að tryggja hjólendatog ökutækisins.

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 er hraði hjólenda, n2 er hraði mótorsins, T1 er tog hjólenda, T2 er tog mótorsins og r er minnkunarhlutfallið.

Og vegna þess að ný orkutæki hafa enn kröfur um hámarkshraða, mun hámarkshraði ökutækisins einnig lækka eftir að hraðahlutfall gírkassans er aukið, sem er óviðunandi, þannig að þetta krefst þess að hreyfihraðinn verði aukinn.

Til að draga saman,eftir að mótorinn dregur úr tog og hraðar, með hæfilegu hraðahlutfalli, getur það dregið úr kostnaði við mótorinn en tryggt aflþörf ökutækisins.

Áhrif af snúningshraða á aðrar eignir01Eftir að hafa dregið úr toginu og hraðað minnkar lengd mótorkjarna, mun það hafa áhrif á kraftinn? Við skulum skoða kraftformúluna.

U er fasspennan, I er inntaksstraumur statorsins, cos∅ er aflstuðullinn og η er skilvirknin.

Það má sjá af formúlunni að það eru engar breytur sem tengjast stærð mótorsins í formúlunni um úttakskraft mótorsins, þannig að breyting á lengd mótorkjarna hefur lítil áhrif á aflið.

Eftirfarandi er uppgerð niðurstaða ytri eiginleika ákveðins mótors. Í samanburði við ytri einkennisferilinn er lengd járnkjarna minnkuð, framleiðsla tog mótorsins verður minni, en hámarks framleiðsla breytist ekki mikið, sem einnig staðfestir ofangreinda fræðilega afleiðslu.

Samanburður á ytri einkennandi ferlum mótorafls og togs með mismunandi lengd járnkjarna

02Aukning á mótorhraða setur fram meiri kröfur um val á legum og háhraða legur eru nauðsynlegar til að tryggja endingartíma leganna.

03Háhraðamótorar henta betur fyrir olíukælingu, sem getur fjarlægt vandræðin við val á olíuþéttingum en tryggir hitaleiðni.

04Vegna mikils hraða mótorsins má íhuga að nota hringvíramótor í stað flatvírsmótors til að draga úr AC tapi vindans á miklum hraða.

05Þegar fjöldi mótorpóla er fastur eykst notkunartíðni mótorsins vegna aukins hraða. Til þess að draga úr straumhljómum er nauðsynlegt að auka skiptitíðni afleiningar. Þess vegna er SiC stjórnandi með mikilli rofatíðniviðnám góður samstarfsaðili fyrir háhraða mótora.

06Til þess að draga úr járntapinu á miklum hraða er nauðsynlegt að íhuga val á litlu tapi og hástyrk járnsegulefni.

07Gakktu úr skugga um að snúningurinn geti ekki skemmst vegna of mikils hraða á 1,2 sinnum hámarkshraða, svo sem hagræðingu á seguleinangrunarbrúnni, koltrefjahúð o.fl.

Mynd um vefnaðarefni úr koltrefjum

Tekið saman

Hækkun mótorhraða getur sparað kostnað við mótor, en einnig þarf að huga að kostnaðarauka annarra íhluta í jafnvægi.Háhraðamótorar verða þróunarstefna rafdrifskerfa. Þetta er ekki aðeins leið til að spara kostnað, heldur einnig endurspeglun á tæknistigi fyrirtækis.Þróun og framleiðsla háhraðamótora er enn afar erfið. Til viðbótar við beitingu nýrra efna og nýrra ferla, krefst það einnig afburðaanda rafmagnsverkfræðinga.

Birtingartími: 19. apríl 2023

Af hverju er hraði mótorsins að verða meiri og meiri knúinn áfram af kostnaði?