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

parathënie

Në "2023 Dongfeng Motor Brand Pranver Conference" më 10 Prill, u publikua marka e re e energjisë Mach E. E nënkupton elektrike, efikasitet të lartë, kursim të energjisë dhe mbrojtje të mjedisit.Mach E përbëhet kryesisht nga tre platforma kryesore të produktit: makinë elektrike, bateri dhe shtesë energjie.

Midis tyre, pjesa e makinës elektrike Mach ka karakteristikat e mëposhtme:

Motori me teknologji të rotorit të veshur me fibër karboni, shpejtësia mund të arrijë 30,000 rpm;
ftohje me vaj;
Statori me tela të sheshtë me 1 çarje dhe 8 tela;
Kontrollues SiC i vetë-zhvilluar;
Efikasiteti maksimal i sistemit mund të arrijë 94.5%.

Krahasuar me teknologjitë e tjera,rotori i veshur me fibër karboni dhe shpejtësia maksimale prej 30,000 rpm janë bërë pikat më dalluese të kësaj makinerie elektrike.

Makinë elektrike Mach E 30000 rpm

RPM e lartë dhe kosto e ulët në thelb Lidhje

Shpejtësia maksimale e motorit të ri të energjisë është rritur nga 10,000 rpm fillestare në 15,000-18,000 rpm tani përgjithësisht të njohura.Kohët e fundit, kompanitë kanë lançuar më shumë se 20,000 rpm sisteme elektrike të lëvizjes, kështu që pse shpejtësia e motorëve të rinj të energjisë po bëhet gjithnjë e më e lartë?

Po, rezultate të bazuara në kosto!

Më poshtë është një analizë e marrëdhënies midis shpejtësisë së motorit dhe kostos së motorit në nivelet teorike dhe simuluese.

Sistemi i ri i lëvizjes elektrike me energji të pastër në përgjithësi përfshin tre pjesë, motorin, kontrolluesin e motorit dhe kutinë e shpejtësisë.Kontrolluesi i motorit është fundi i hyrjes së energjisë elektrike, kutia e shpejtësisë është fundi i prodhimit të energjisë mekanike dhe motori është njësia e konvertimit të energjisë elektrike dhe energjisë mekanike.Metoda e tij e punës është që kontrolluesi fut energji elektrike (rrymë * tension) në motor.Nëpërmjet ndërveprimit të energjisë elektrike dhe energjisë magnetike brenda motorit, ai nxjerr energji mekanike (shpejtësi* rrotullim) në kutinë e shpejtësisë.Kutia e marsheve drejton automjetin duke rregulluar shpejtësinë dhe momentin e prodhimit nga motori përmes raportit të reduktimit të marsheve.

Duke analizuar formulën e çift rrotullimit të motorit, mund të shihet se çift rrotullimi në dalje të motorit T2 lidhet pozitivisht me vëllimin e motorit.

N është numri i rrotullimeve të statorit, I është rryma hyrëse e statorit, B është dendësia e fluksit të ajrit, R është rrezja e bërthamës së rotorit dhe L është gjatësia e bërthamës së motorit.

Në rastin e sigurimit të numrit të rrotullimeve të motorit, rrymës hyrëse të kontrolluesit dhe densitetit të fluksit të hendekut të ajrit të motorit, nëse kërkesa për momentin e daljes T2 të motorit zvogëlohet, gjatësia ose diametri i bërthama e hekurit mund të reduktohet.

Ndryshimi i gjatësisë së bërthamës së motorit nuk përfshin ndryshimin e vulës së vulosjes së statorit dhe rotorit, dhe ndryshimi është relativisht i thjeshtë, kështu që operacioni i zakonshëm është të përcaktohet diametri i bërthamës dhe të zvogëlohet gjatësia e bërthamës. .

Ndërsa gjatësia e bërthamës së hekurit zvogëlohet, sasia e materialeve elektromagnetike (bërthama hekuri, çeliku magnetik, dredha-dredha e motorit) zvogëlohet.Materialet elektromagnetike përbëjnë një pjesë relativisht të madhe të kostos së motorit, duke zënë rreth 72%.Nëse çift rrotullimi mund të reduktohet, kostoja e motorit do të reduktohet ndjeshëm.

Përbërja e kostos së motorit

Për shkak se automjetet me energji të reja kanë një kërkesë fikse për çift rrotullues në fund të rrotave, nëse çift rrotullimi dalës i motorit duhet të reduktohet, raporti i shpejtësisë së kutisë së marsheve duhet të rritet për të siguruar çift rrotullues në fund të rrotës së automjetit.

n1=n2/r

T1=T2×r

n1 është shpejtësia e skajit të rrotës, n2 është shpejtësia e motorit, T1 është çift rrotullimi i skajit të rrotës, T2 është çift rrotullimi i motorit dhe r është raporti i reduktimit.

Dhe për shkak se automjetet me energji të reja kanë ende kërkesën e shpejtësisë maksimale, shpejtësia maksimale e automjetit do të ulet gjithashtu pasi të rritet raporti i shpejtësisë së kutisë së shpejtësisë, gjë që është e papranueshme, prandaj kjo kërkon që shpejtësia e motorit të rritet.

Për të përmbledhur,pasi motori të reduktojë çift rrotullues dhe të përshpejtojë, me një raport të arsyeshëm shpejtësie, ai mund të zvogëlojë koston e motorit duke siguruar kërkesën për fuqi të automjetit.

Ndikimi i përshpejtimit të de-përdredhjes në vetitë e tjera01Pas uljes së çift rrotullues dhe përshpejtimit, gjatësia e bërthamës së motorit zvogëlohet, a do të ndikojë në fuqinë? Le të shohim formulën e fuqisë.

U është voltazhi i fazës, I është rryma hyrëse e statorit, cos∅ është faktori i fuqisë dhe η është efikasiteti.

Nga formula mund të shihet se nuk ka parametra që lidhen me madhësinë e motorit në formulën e fuqisë dalëse të motorit, kështu që ndryshimi i gjatësisë së bërthamës së motorit ka pak efekt në fuqi.

Më poshtë është rezultati i simulimit të karakteristikave të jashtme të një motori të caktuar. Krahasuar me kurbën karakteristike të jashtme, gjatësia e bërthamës së hekurit zvogëlohet, çift rrotullimi në dalje i motorit bëhet më i vogël, por fuqia maksimale e daljes nuk ndryshon shumë, gjë që konfirmon edhe derivimin teorik të mësipërm.

Krahasimi i kthesave karakteristike të jashtme të fuqisë dhe rrotullimit të motorit me gjatësi të ndryshme të bërthamës së hekurit

02Rritja e shpejtësisë së motorit shtron kërkesa më të larta për zgjedhjen e kushinetave, dhe kushineta me shpejtësi të lartë kërkohen për të siguruar jetëgjatësinë e funksionimit të kushinetave.

03Motorët me shpejtësi të lartë janë më të përshtatshëm për ftohjen e vajit, gjë që mund të heqë problemet e zgjedhjes së vulës së vajit duke siguruar shpërndarjen e nxehtësisë.

04Për shkak të shpejtësisë së lartë të motorit, mund të konsiderohet përdorimi i një motori me tela të rrumbullakët në vend të një motori me tela të sheshtë për të zvogëluar humbjen AC të mbështjelljes me shpejtësi të lartë.

05Kur numri i poleve të motorit është i fiksuar, frekuenca e funksionimit të motorit rritet për shkak të rritjes së shpejtësisë. Për të reduktuar harmonikat aktuale, është e nevojshme të rritet frekuenca e kalimit të modulit të energjisë. Prandaj, një kontrollues SiC me rezistencë të lartë të frekuencës së ndërrimit është një partner i mirë për motorët me shpejtësi të lartë.

06Për të reduktuar humbjen e hekurit me shpejtësi të lartë, është e nevojshme të merret parasysh përzgjedhja e materialeve ferromagnetike me humbje të ulët dhe me forcë të lartë.

07Sigurohuni që rotori të mos dëmtohet për shkak të shpejtësisë së tepërt me 1,2 herë shpejtësinë maksimale, të tilla si optimizimi i urës së izolimit magnetik, veshja me fibër karboni, etj.

Foto e thurjes me fibër karboni

Përmblidhni

Rritja e shpejtësisë së motorit mund të kursejë koston e motorit, por rritja e kostos së komponentëve të tjerë gjithashtu duhet të konsiderohet në ekuilibër.Motorët me shpejtësi të lartë do të jenë drejtimi i zhvillimit të sistemeve të lëvizjes elektrike. Kjo nuk është vetëm një mënyrë për të kursyer kostot, por edhe një reflektim i nivelit teknik të një ndërmarrje.Zhvillimi dhe prodhimi i motorëve me shpejtësi të lartë është ende jashtëzakonisht i vështirë. Përveç aplikimit të materialeve të reja dhe proceseve të reja, kërkon edhe frymën e ekselencës së inxhinierëve elektrikë.

Koha e postimit: Prill-19-2023

Pse shpejtësia e motorit bëhet gjithnjë e më e lartë e nxitur nga kostoja?