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

kata pengantar

Pada "2023 Dongfeng Motor Brand Spring Conference" pada 10 April, jenama kuasa tenaga baharu Mach E telah dikeluarkan. E bermaksud elektrik, kecekapan tinggi, penjimatan tenaga dan perlindungan alam sekitar.Mach E terutamanya terdiri daripada tiga platform produk utama: pemacu elektrik, bateri dan tambahan tenaga.

Antaranya, bahagian pemacu elektrik Mach mempunyai ciri-ciri berikut:

Motor dengan teknologi rotor bersalut gentian karbon, kelajuan boleh mencapai 30,000 rpm;
penyejukan minyak;
Stator wayar rata dengan 1 slot dan 8 wayar;
Pengawal SiC yang dibangunkan sendiri;
Kecekapan maksimum sistem boleh mencapai 94.5%.

Berbanding dengan teknologi lain,rotor bersalut gentian karbon dan kelajuan maksimum 30,000 rpm telah menjadi sorotan paling tersendiri bagi pemacu elektrik ini.

Pemacu elektrik Mach E 30000rpm

RPM Tinggi dan Kos Rendah Hubungan Intrinsik

Kelajuan maksimum motor tenaga baharu telah meningkat daripada 10,000rpm awal kepada 15,000-18,000rpm yang kini popular.Baru-baru ini, syarikat telah melancarkan lebih daripada 20,000rpm sistem pemacu elektrik, jadi mengapa kelajuan motor tenaga baharu semakin tinggi dan lebih tinggi?

Ya, hasil terdorong kos!

Berikut adalah analisis hubungan antara kelajuan motor dan kos motor pada peringkat teori dan simulasi.

Sistem pemacu elektrik tulen tenaga baharu secara amnya merangkumi tiga bahagian, motor, pengawal motor dan kotak gear.Pengawal motor ialah hujung input tenaga elektrik, kotak gear ialah hujung keluaran tenaga mekanikal, dan motor ialah unit penukaran tenaga elektrik dan tenaga mekanikal.Kaedah kerjanya ialah pengawal memasukkan tenaga elektrik (voltan * semasa) ke dalam motor.Melalui interaksi tenaga elektrik dan tenaga magnet di dalam motor, ia mengeluarkan tenaga mekanikal (kelajuan*torsi) ke kotak gear.Kotak gear memacu kenderaan dengan melaraskan kelajuan dan output tork oleh motor melalui nisbah pengurangan gear.

Dengan menganalisis formula tork motor, dapat dilihat bahawa tork keluaran motor T2 berkorelasi positif dengan isipadu motor.

N ialah bilangan lilitan stator, I ialah arus masukan stator, B ialah ketumpatan fluks udara, R ialah jejari teras rotor, dan L ialah panjang teras motor.

Dalam hal memastikan bilangan lilitan motor, arus masukan pengawal, dan ketumpatan fluks jurang udara motor, jika permintaan untuk tork keluaran T2 motor dikurangkan, panjang atau diameter teras besi dapat dikurangkan.

Perubahan panjang teras motor tidak melibatkan perubahan stamping die stator dan rotor, dan perubahannya agak mudah, jadi operasi biasa adalah untuk menentukan diameter teras dan mengurangkan panjang teras. .

Apabila panjang teras besi berkurangan, jumlah bahan elektromagnet (teras besi, keluli magnetik, belitan motor) motor berkurangan.Bahan elektromagnet menyumbang sebahagian besar daripada kos motor, iaitu kira-kira 72%.Jika tork boleh dikurangkan, kos motor akan berkurangan dengan ketara.

Komposisi kos motor

Oleh kerana kenderaan tenaga baharu mempunyai permintaan tetap untuk tork hujung roda, jika tork keluaran motor hendak dikurangkan, nisbah kelajuan kotak gear mesti ditingkatkan untuk memastikan tork hujung roda kenderaan.

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 ialah kelajuan hujung roda, n2 ialah kelajuan motor, T1 ialah tork hujung roda, T2 ialah tork motor, dan r ialah nisbah pengurangan.

Dan kerana kenderaan tenaga baru masih mempunyai keperluan kelajuan maksimum, kelajuan maksimum kenderaan juga akan berkurangan selepas nisbah kelajuan kotak gear dinaikkan, yang tidak boleh diterima, jadi ini memerlukan kelajuan motor mesti ditingkatkan.

Kesimpulannya,selepas motor mengurangkan tork dan mempercepatkan, dengan nisbah kelajuan yang munasabah, ia boleh mengurangkan kos motor sambil memastikan permintaan kuasa kenderaan.

Pengaruh kelajuan nyah kilasan pada sifat lain01Selepas mengurangkan tork dan mempercepatkan, panjang teras motor berkurangan, adakah ia akan menjejaskan kuasa? Mari kita lihat formula kuasa.

U ialah voltan fasa, I ialah arus masukan pemegun, cos∅ ialah faktor kuasa, dan η ialah kecekapan.

Dapat dilihat dari formula bahawa tiada parameter yang berkaitan dengan saiz motor dalam formula kuasa keluaran motor, jadi perubahan panjang teras motor mempunyai sedikit kesan ke atas kuasa.

Berikut ialah hasil simulasi ciri luaran bagi motor tertentu. Berbanding dengan lengkung ciri luaran, panjang teras besi dikurangkan, tork keluaran motor menjadi lebih kecil, tetapi kuasa keluaran maksimum tidak banyak berubah, yang juga mengesahkan terbitan teori di atas.

Perbandingan lengkung ciri luaran kuasa motor dan tork dengan panjang teras besi yang berbeza

02Peningkatan dalam kelajuan motor mengemukakan keperluan yang lebih tinggi untuk pemilihan galas, dan galas berkelajuan tinggi diperlukan untuk memastikan hayat operasi galas.

03Motor berkelajuan tinggi lebih sesuai untuk penyejukan minyak, yang boleh menghilangkan masalah pemilihan pengedap minyak sambil memastikan pelesapan haba.

04Oleh kerana kelajuan motor yang tinggi, ia boleh dianggap menggunakan motor wayar bulat dan bukannya motor wayar rata untuk mengurangkan kehilangan AC belitan pada kelajuan tinggi.

05Apabila bilangan tiang motor ditetapkan, kekerapan operasi motor bertambah disebabkan oleh peningkatan kelajuan. Untuk mengurangkan harmonik semasa, adalah perlu untuk meningkatkan kekerapan pensuisan modul kuasa. Oleh itu, pengawal SiC dengan rintangan frekuensi pensuisan tinggi adalah rakan kongsi yang baik untuk motor berkelajuan tinggi.

06Untuk mengurangkan kehilangan besi pada kelajuan tinggi, adalah perlu untuk mempertimbangkan pemilihan bahan feromagnetik kehilangan rendah dan kekuatan tinggi.

07Pastikan pemutar tidak boleh rosak akibat kelajuan yang berlebihan pada 1.2 kali kelajuan maksimum, seperti pengoptimuman jambatan pengasingan magnet, salutan gentian karbon, dsb.

Gambar tenunan gentian karbon

ringkaskan

Peningkatan kelajuan motor boleh menjimatkan kos motor, tetapi peningkatan kos komponen lain juga perlu dipertimbangkan secara seimbang.Motor berkelajuan tinggi akan menjadi arah pembangunan sistem pemacu elektrik. Ini bukan sahaja cara untuk menjimatkan kos, tetapi juga mencerminkan tahap teknikal perusahaan.Pembangunan dan pengeluaran motor berkelajuan tinggi masih amat sukar. Selain penerapan bahan baharu dan proses baharu, ia juga memerlukan semangat kecemerlangan jurutera elektrik.

Masa siaran: Apr-19-2023

Mengapakah kelajuan motor semakin tinggi dan lebih tinggi didorong oleh kos?