Залежно від типу системи, що проектується, і основного середовища, в якому вона працює, вага двигуна може бути дуже важливою для загальної вартості та експлуатаційної цінності системи.Зниження ваги двигуна може бути досягнуто в кількох напрямках, включаючи універсальну конструкцію двигуна, ефективне виробництво компонентів і вибір матеріалів.Щоб досягти цього, необхідно вдосконалити всі аспекти розвитку двигуна: від дизайну до ефективного виробництва компонентів з використанням оптимізованих матеріалів, використання легких матеріалів і нових виробничих процесів.Загалом ефективність двигуна залежить від типу, розміру, використання двигуна, а також від якості та кількості використовуваних матеріалів.Отже, з усіх цих аспектів електродвигуни необхідно розробляти з використанням енергетичних і економічно ефективних компонентів.
Двигун - це електромеханічний пристрій перетворення енергії, який перетворює електричну енергію в механічну у вигляді лінійного або обертального руху. Принцип роботи двигуна в основному залежить від взаємодії магнітного та електричного полів.Для порівняння двигунів можна використовувати багато параметрів: крутний момент, щільність потужності, конструкцію, основний принцип роботи, коефіцієнт втрат, динамічний відгук і ефективність, останній з яких є найважливішим.Причини низької ефективності двигуна можна в основному пояснити наступними факторами: невідповідний розмір, низька електрична ефективність використовуваного двигуна, низька механічна ефективність кінцевого користувача (насоси, вентилятори, компресори тощо) Відсутність поганої системи регулювання швидкості підтримується або навіть не існує.
Щоб максимізувати енергетичні характеристики двигуна, втрати від різних перетворень енергії під час роботи двигуна повинні бути мінімізовані.Насправді в електричній машині енергія перетворюється з електричної в електромагнітну, а потім знову в механічну.Економічні електродвигуни відрізняються від звичайних електродвигунів мінімальними втратами.Фактично, у звичайних двигунах втрати в основному викликані: втратами на тертя та механічними втратами через втрати вітру (підшипники, щітки та вентиляція) втратами у вакуумному залізі (пропорційно квадрату напруги), пов’язаними зі змінами напрямку потоку Втрати через до гістерезису розсіяної енергії осердя та втрат через ефект Джоуля (пропорційний квадрату струму) через вихрові струми, спричинені циркуляційними струмами та коливаннями потоку в осерді.
правильний дизайн
Розробка найефективнішого двигуна є ключовим аспектом зменшення ваги, і оскільки більшість двигунів розроблені для широкого використання, правильний двигун для конкретного застосування часто більший, ніж насправді необхідний.Щоб подолати цю проблему, важливо знайти компанії-виробники двигунів, які готові вносити зміни напівнестандартними способами, від обмоток двигуна та магнетику до розміру рами.Щоб забезпечити правильну обмотку, необхідно знати технічні характеристики двигуна, щоб можна було підтримувати точний крутний момент і швидкість, необхідні для застосування.Окрім регулювання обмоток, виробники також можуть змінювати магнітну конструкцію двигуна на основі змін проникності. Правильне розміщення рідкоземельних магнітів між ротором і статором може допомогти збільшити загальний крутний момент двигуна.
новий виробничий процес
Виробники можуть постійно модернізувати своє обладнання, щоб виробляти компоненти двигуна з вищою толерантністю, усуваючи товсті стінки та щільні ділянки, які колись використовувалися як запас безпеки від поломки.Оскільки кожен компонент перероблено та виготовлено з використанням новітніх технологій, вага може бути зменшена в багатьох місцях, які містять магнітні компоненти, включаючи ізоляцію та покриття, рами та вали двигуна.
вибір матеріалу
Вибір матеріалу має загальний вплив на роботу двигуна, ефективність і вагу, що є найбільш очевидним прикладом того, чому так багато виробників використовують алюмінієві рами замість нержавіючої сталі.Виробники продовжують експериментувати з матеріалами з електромагнітними та ізоляційними властивостями, і виробники використовують різноманітні композитні матеріали, а також легші метали, які пропонують легкі альтернативи сталевим компонентам.Для цілей встановлення доступні різноманітні армовані пластики, полімери та смоли, залежно від конкретних вимог користувача до кінцевого двигуна.Оскільки розробники двигунів продовжують експериментувати та досліджувати альтернативні компоненти, включаючи покриття меншої щільності та смоли для ущільнення, вони вдихають нове життя у виробничий процес, що часто впливає на вагу двигуна.Крім того, виробники пропонують безрамні двигуни, які можуть впливати на вагу двигуна, повністю виключаючи раму.
на закінчення
Технології, які використовують легкі матеріали, нові виробничі процеси та магнітні матеріали для зменшення ваги двигуна та підвищення його ефективності.Електродвигуни, особливо в автомобільній промисловості, представляють все більше технологій майбутнього.Тож, навіть якщо попереду ще довгий шлях, ми сподіваємося, що ця технологія стане все більш консолідованою, а електродвигуни з підвищеною ефективністю вирішуватимуть проблеми, пов’язані з енергозбереженням.
Час публікації: 28 липня 2022 р