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

paunang salita

Sa "2023 Dongfeng Motor Brand Spring Conference" noong Abril 10, inilabas ang Mach E na bagong energy power brand. Ang ibig sabihin ng E ay electric, high efficiency, energy saving at environmental protection.Ang Mach E ay pangunahing binubuo ng tatlong pangunahing platform ng produkto: electric drive, baterya at energy supplement.

Kabilang sa mga ito, ang bahagi ng Mach electric drive ay may mga sumusunod na katangian:

Motor na may carbon fiber coated rotor technology, ang bilis ay maaaring umabot sa 30,000 rpm;
paglamig ng langis;
Flat wire stator na may 1 slot at 8 wires;
Self-developed SiC controller;
Ang pinakamataas na kahusayan ng system ay maaaring umabot sa 94.5%.

Kung ikukumpara sa iba pang teknolohiya,ang carbon fiber-coated rotor at ang pinakamataas na bilis na 30,000 rpm ang naging pinakanatatanging highlight ng electric drive na ito.

Mach E 30000rpm electric drive

High RPM at Low Cost Intrinsically Linke

Ang maximum na bilis ng bagong energy motor ay tumaas mula sa paunang 10,000rpm hanggang sa ngayon ay karaniwang sikat na 15,000-18,000rpm.Kamakailan lamang, ang mga kumpanya ay naglunsad ng higit sa 20,000rpm electric drive system, kaya bakit ang bilis ng mga bagong enerhiya na motor ay tumataas at tumataas?

Oo, cost-driven na mga resulta!

Ang sumusunod ay isang pagsusuri ng kaugnayan sa pagitan ng bilis ng motor at ang halaga ng motor sa mga antas ng teoretikal at simulation.

Ang bagong energy purong electric drive system ay karaniwang may kasamang tatlong bahagi, ang motor, ang motor controller at ang gearbox.Ang motor controller ay ang input end ng electric energy, ang gearbox ay ang output end ng mechanical energy, at ang motor ay ang conversion unit ng electric energy at mechanical energy.Ang paraan ng pagtatrabaho nito ay ang controller ay nag-input ng electric energy (kasalukuyang * boltahe) sa motor.Sa pamamagitan ng interaksyon ng electric energy at magnetic energy sa loob ng motor, naglalabas ito ng mekanikal na enerhiya (speed*torque) sa gearbox.Ang gear box ay nagtutulak sa sasakyan sa pamamagitan ng pagsasaayos ng bilis at torque na output ng motor sa pamamagitan ng gear reduction ratio.

Sa pamamagitan ng pagsusuri sa motor torque formula, makikita na ang motor output torque T2 ay positibong nauugnay sa dami ng motor.

Ang N ay ang bilang ng mga pagliko ng stator, I ay ang input current ng stator, B ay ang air flux density, R ay ang radius ng rotor core, at L ang haba ng motor core.

Sa kaso ng pagtiyak ng bilang ng mga pagliko ng motor, ang input current ng controller, at ang flux density ng motor air gap, kung ang demand para sa output torque T2 ng motor ay nabawasan, ang haba o diameter ng maaaring mabawasan ang iron core.

Ang pagbabago ng haba ng core ng motor ay hindi kasangkot sa pagbabago ng stamping die ng stator at rotor, at ang pagbabago ay medyo simple, kaya ang karaniwang operasyon ay upang matukoy ang diameter ng core at bawasan ang haba ng core .

Habang bumababa ang haba ng core ng bakal, nababawasan ang dami ng mga electromagnetic na materyales (iron core, magnetic steel, motor winding) ng motor.Ang mga electromagnetic na materyales ay account para sa isang medyo malaking proporsyon ng gastos ng motor, accounting para sa tungkol sa 72%.Kung ang metalikang kuwintas ay maaaring mabawasan, ang gastos ng motor ay makabuluhang mababawasan.

Komposisyon ng gastos ng motor

Dahil ang mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay may nakapirming pangangailangan para sa wheel end torque, kung ang output torque ng motor ay bawasan, ang ratio ng bilis ng gearbox ay dapat tumaas upang matiyak ang wheel end torque ng sasakyan.

n1=n2/r

T1=T2×r

Ang n1 ay ang bilis ng dulo ng gulong, ang n2 ay ang bilis ng motor, ang T1 ay ang metalikang kuwintas ng dulo ng gulong, ang T2 ay ang metalikang kuwintas ng motor, at ang r ay ang ratio ng pagbabawas.

At dahil ang mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay mayroon pa ring pangangailangan ng maximum na bilis, ang pinakamataas na bilis ng sasakyan ay bababa din pagkatapos na tumaas ang ratio ng bilis ng gearbox, na hindi katanggap-tanggap, kaya nangangailangan ito na ang bilis ng motor ay dapat na tumaas.

Kung susumahin,pagkatapos bawasan ng motor ang torque at pabilisin, na may makatwirang ratio ng bilis, maaari nitong bawasan ang gastos ng motor habang tinitiyak ang power demand ng sasakyan.

Impluwensya ng de-torsion speed-up sa iba pang mga katangian01Matapos bawasan ang metalikang kuwintas at pabilisin, bumababa ang haba ng core ng motor, makakaapekto ba ito sa kapangyarihan? Tingnan natin ang formula ng kapangyarihan.

Ang U ay ang boltahe ng phase, ang I ay ang kasalukuyang input ng stator, ang cos∅ ay ang power factor, at ang η ay ang kahusayan.

Makikita mula sa formula na walang mga parameter na nauugnay sa laki ng motor sa formula ng kapangyarihan ng output ng motor, kaya ang pagbabago ng haba ng core ng motor ay may maliit na epekto sa kapangyarihan.

Ang sumusunod ay ang resulta ng simulation ng mga panlabas na katangian ng isang partikular na motor. Kung ikukumpara sa panlabas na katangian ng curve, ang haba ng iron core ay nabawasan, ang output torque ng motor ay nagiging mas maliit, ngunit ang maximum na output power ay hindi gaanong nagbabago, na nagpapatunay din sa itaas na theoretical derivation.

Paghahambing ng mga panlabas na katangian na kurba ng kapangyarihan ng motor at metalikang kuwintas na may iba't ibang haba ng core ng bakal

02Ang pagtaas sa bilis ng motor ay naglalagay ng mas mataas na mga kinakailangan para sa pagpili ng mga bearings, at ang mga high-speed na bearings ay kinakailangan upang matiyak ang buhay ng pagpapatakbo ng mga bearings.

03Ang mga high-speed na motor ay mas angkop para sa oil cooling, na maaaring mag-alis ng problema sa pagpili ng oil seal habang tinitiyak ang pagkawala ng init.

04Dahil sa mataas na bilis ng motor, maaari itong isaalang-alang na gumamit ng isang round wire na motor sa halip na isang flat wire na motor upang mabawasan ang pagkawala ng AC ng winding sa mataas na bilis.

05Kapag ang bilang ng mga pole ng motor ay naayos, ang dalas ng pagpapatakbo ng motor ay tumataas dahil sa pagtaas ng bilis. Upang mabawasan ang kasalukuyang mga harmonika, kinakailangan upang madagdagan ang dalas ng paglipat ng power module. Samakatuwid, ang isang SiC controller na may mataas na resistensya sa dalas ng paglipat ay isang magandang kasosyo para sa mga high-speed na motor.

06Upang mabawasan ang pagkawala ng bakal sa mataas na bilis, kinakailangang isaalang-alang ang pagpili ng mababang pagkawala at mataas na lakas na ferromagnetic na materyales.

07Tiyaking hindi masisira ang rotor dahil sa sobrang bilis sa 1.2 beses ang maximum na bilis, tulad ng pag-optimize ng magnetic isolation bridge, carbon fiber coating, atbp.

Larawan ng paghabi ng carbon fiber

ibuod

Ang pagtaas sa bilis ng motor ay maaaring makatipid sa gastos ng motor, ngunit ang pagtaas ng gastos ng iba pang mga bahagi ay kailangan ding isaalang-alang sa balanse.Ang mga high-speed na motor ang magiging direksyon ng pagbuo ng mga electric drive system. Ito ay hindi lamang isang paraan upang makatipid ng mga gastos, ngunit isang salamin din ng teknikal na antas ng isang negosyo.Ang pag-unlad at paggawa ng mga high-speed na motor ay napakahirap pa rin. Bilang karagdagan sa aplikasyon ng mga bagong materyales at mga bagong proseso, nangangailangan din ito ng diwa ng kahusayan ng mga inhinyero ng elektrikal.

Oras ng post: Abr-19-2023

Bakit ang bilis ng motor ay nagiging mas mataas at mas mataas na hinihimok ng gastos?