В зависимости от типа проектируемой системы и условий, в которых она работает, вес двигателя может иметь очень важное значение для общей стоимости и эксплуатационной ценности системы.Снижение веса двигателя может быть решено в нескольких направлениях, включая универсальную конструкцию двигателя, эффективное производство компонентов и выбор материалов.Для достижения этой цели необходимо улучшить все аспекты разработки двигателей: от проектирования до эффективного производства компонентов с использованием оптимизированных материалов, использования легких материалов и новых производственных процессов.Вообще говоря, эффективность двигателя зависит от типа, размера, использования двигателя, а также от качества и количества используемых материалов.Следовательно, с учетом всех этих аспектов электродвигатели необходимо разрабатывать с использованием энергоэффективных и экономически эффективных компонентов.
Двигатель — это электромеханическое устройство преобразования энергии, которое преобразует электрическую энергию в механическую энергию в форме линейного или вращательного движения. Принцип работы двигателя в основном зависит от взаимодействия магнитного и электрического полей.Для сравнения двигателей можно использовать множество параметров: крутящий момент, удельную мощность, конструкцию, основной принцип работы, коэффициент потерь, динамический отклик и эффективность, причем последний из них является наиболее важным.Причины низкого КПД двигателя в основном можно объяснить следующими факторами: неправильный размер, низкий электрический КПД используемого двигателя, низкий механический КПД конечного пользователя (насосов, вентиляторов, компрессоров и т. д.). Отсутствие плохо работающей системы управления скоростью. сохраняется или даже отсутствует.
Чтобы максимизировать энергетические характеристики двигателя, необходимо свести к минимуму потери от различных преобразований энергии во время работы двигателя.Фактически, в электрической машине энергия преобразуется из электрической в электромагнитную, а затем обратно в механическую.Электродвигатели с повышенным КПД отличаются от обычных электродвигателей тем, что имеют минимальные потери.Фактически, в обычных двигателях потери в основном вызваны: потерями на трение и механическими потерями из-за потерь на ветер (подшипники, щетки и вентиляция) потерями в вакуумном утюге (пропорциональными квадрату напряжения), связанными с изменениями направления потока Потери из-за гистерезису рассеянной энергии сердечника и потерям за счет эффекта Джоуля (пропорциональным квадрату тока) из-за вихревых токов, вызванных циркуляционными токами и изменениями потока в сердечнике.
правильный дизайн
Разработка наиболее эффективного двигателя является ключевым аспектом снижения веса, а поскольку большинство двигателей предназначены для широкого использования, подходящий двигатель для конкретного применения часто больше, чем действительно необходимо.Чтобы преодолеть эту проблему, важно найти компании-производители двигателей, которые готовы вносить изменения полуиндивидуальным способом, от обмоток двигателя и магнитных элементов до размера рамы.Чтобы обеспечить правильную обмотку, необходимо знать характеристики двигателя, чтобы можно было поддерживать точный крутящий момент и скорость, необходимые для применения.Помимо регулировки обмоток производители могут также менять магнитную конструкцию двигателя в зависимости от изменения проницаемости. Правильное размещение редкоземельных магнитов между ротором и статором может помочь увеличить общий крутящий момент двигателя.
новый производственный процесс
Производители могут постоянно модернизировать свое оборудование для производства компонентов двигателей с более высокими допусками, устраняя толстые стенки и плотные участки, которые когда-то использовались в качестве запаса прочности от поломки.Поскольку каждый компонент перепроектирован и изготовлен с использованием новейших технологий, вес может быть уменьшен во многих местах, где используются магнитные компоненты, включая изоляцию и покрытия, рамы и валы двигателей.
выбор материала
Выбор материала оказывает общее влияние на работу двигателя, его эффективность и вес, что является наиболее очевидным примером того, почему так много производителей используют алюминиевые рамы вместо нержавеющей стали.Производители продолжают экспериментировать с материалами с электромагнитными и изоляционными свойствами и используют различные композитные материалы, а также более легкие металлы, которые представляют собой легкую альтернативу стальным компонентам.Для целей установки доступны различные армированные пластмассы, полимеры и смолы, в зависимости от конкретных требований пользователя к конечному двигателю.Поскольку конструкторы двигателей продолжают экспериментировать и исследовать альтернативные компоненты, в том числе покрытия более низкой плотности и смолы для герметизации, они вдыхают новую жизнь в производственный процесс, что часто влияет на вес двигателя.Кроме того, производители предлагают безрамные двигатели, что может повлиять на вес двигателя за счет полного отказа от рамы.
в заключение
Технологии, в которых используются легкие материалы, новые производственные процессы и магнитные материалы для уменьшения веса двигателя и повышения его эффективности.Электродвигатели, особенно в автомобильной промышленности, представляют собой все большее число технологий будущего.Таким образом, даже если предстоит пройти еще долгий путь, мы надеемся, что эта технология станет все более консолидированной, а электродвигатели с повышенным КПД решат проблемы, связанные с экономией энергии.
Время публикации: 28 июля 2022 г.