O'i gymharu â moduron fflwcs rheiddiol, mae gan foduron fflwcs echelinol lawer o fanteision wrth ddylunio cerbydau trydan. Er enghraifft, gall moduron fflwcs echelinol newid dyluniad y trên pŵer trwy symud y modur o'r echel i du mewn yr olwynion.
1. Echel pŵer
Moduron fflwcs echelinolyn cael mwy o sylw (ennill tyniant). Ers blynyddoedd lawer, mae'r math hwn o fodur wedi cael ei ddefnyddio mewn cymwysiadau llonydd fel lifftiau a pheiriannau amaethyddol, ond dros y degawd diwethaf, mae llawer o ddatblygwyr wedi bod yn gweithio i wella'r dechnoleg hon a'i chymhwyso i feiciau modur trydan, podiau meysydd awyr, tryciau cargo, cerbydau trydan, a hyd yn oed awyrennau.
Mae moduron fflwcs rheiddiol traddodiadol yn defnyddio magnetau parhaol neu foduron anwythiad, sydd wedi gwneud cynnydd sylweddol o ran optimeiddio pwysau a chost. Fodd bynnag, maent yn wynebu llawer o anawsterau wrth barhau i ddatblygu. Gall fflwcs echelinol, math hollol wahanol o fodur, fod yn ddewis arall da.
O'i gymharu â moduron rheiddiol, arwynebedd magnetig effeithiol moduron magnet parhaol fflwcs echelinol yw arwyneb rotor y modur, nid y diamedr allanol. Felly, mewn cyfaint penodol o fodur, gall moduron magnet parhaol fflwcs echelinol fel arfer ddarparu trorym mwy.
Moduron fflwcs echelinolyn fwy cryno; O'i gymharu â moduron rheiddiol, mae hyd echelinol y modur yn llawer byrrach. Ar gyfer moduron olwyn fewnol, mae hyn yn aml yn ffactor hanfodol. Mae strwythur cryno moduron echelinol yn sicrhau dwysedd pŵer a dwysedd trorym uwch na moduron rheiddiol tebyg, gan ddileu'r angen am gyflymderau gweithredu hynod o uchel.
Mae effeithlonrwydd moduron fflwcs echelinol hefyd yn uchel iawn, fel arfer yn fwy na 96%. Mae hyn diolch i'r llwybr fflwcs un dimensiwn byrrach, sy'n gymharol neu hyd yn oed yn uwch o ran effeithlonrwydd o'i gymharu â'r moduron fflwcs rheiddiol 2D gorau ar y farchnad.
Mae hyd y modur yn fyrrach, fel arfer 5 i 8 gwaith yn fyrrach, ac mae'r pwysau hefyd wedi'i leihau 2 i 5 gwaith. Mae'r ddau ffactor hyn wedi newid dewis dylunwyr platfform cerbydau trydan.
2. Technoleg fflwcs echelinol
Mae dau brif dopoleg ar gyfermoduron fflwcs echelinol: stator sengl rotor deuol (cyfeirir ato weithiau fel peiriannau arddull torws) a stator deuol rotor sengl.
Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o foduron magnet parhaol yn defnyddio topoleg fflwcs rheiddiol. Mae'r gylched fflwcs magnetig yn dechrau gyda magnet parhaol ar y rotor, yn mynd trwy'r dant cyntaf ar y stator, ac yna'n llifo'n rheiddiol ar hyd y stator. Yna'n mynd trwy'r ail ddant i gyrraedd yr ail ddur magnetig ar y rotor. Mewn topoleg fflwcs echelinol rotor deuol, mae'r ddolen fflwcs yn dechrau o'r magnet cyntaf, yn mynd yn echelinol trwy ddannedd y stator, ac yn cyrraedd yr ail fagnet ar unwaith.
Mae hyn yn golygu bod y llwybr fflwcs yn llawer byrrach na llwybr moduron fflwcs rheiddiol, gan arwain at gyfrolau modur llai, dwysedd pŵer uwch ac effeithlonrwydd ar yr un pŵer.
Modur rheiddiol, lle mae'r fflwcs magnetig yn mynd trwy'r dant cyntaf ac yna'n dychwelyd i'r dant nesaf trwy'r stator, gan gyrraedd y magnet. Mae fflwcs magnetig yn dilyn llwybr dau ddimensiwn.
Mae llwybr fflwcs magnetig peiriant fflwcs magnetig echelinol yn un dimensiwn, felly gellir defnyddio dur trydanol sy'n canolbwyntio ar rawn. Mae'r dur hwn yn ei gwneud hi'n haws i'r fflwcs basio drwodd, a thrwy hynny'n gwella effeithlonrwydd.
Yn draddodiadol, mae moduron fflwcs rheiddiol yn defnyddio dirwyniadau dosbarthedig, gyda hyd at hanner pennau'r dirwyniadau ddim yn gweithio. Bydd y gor-grog coil yn arwain at bwysau, cost, gwrthiant trydanol a mwy o golled gwres ychwanegol, gan orfodi dylunwyr i wella dyluniad y dirwyniadau.
Pennau'r coilmoduron fflwcs echelinolyn llawer llai, ac mae rhai dyluniadau'n defnyddio dirwyniadau crynodedig neu segmentedig, sy'n gwbl effeithiol. Ar gyfer peiriannau rheiddiol stator segmentedig, gall rhwyg y llwybr fflwcs magnetig yn y stator ddod â chollfeydd ychwanegol, ond ar gyfer moduron fflwcs echelinol, nid yw hyn yn broblem. Dyluniad y dirwyniad coil yw'r allwedd i wahaniaethu lefel y cyflenwyr.
3. Datblygiad
Mae moduron fflwcs echelinol yn wynebu rhai heriau difrifol o ran dylunio a chynhyrchu, ac er gwaethaf eu manteision technolegol, mae eu costau'n llawer uwch na chostau moduron rheiddiol. Mae gan bobl ddealltwriaeth drylwyr iawn o foduron rheiddiol, ac mae dulliau gweithgynhyrchu ac offer mecanyddol hefyd ar gael yn rhwydd.
Un o brif heriau moduron fflwcs echelinol yw cynnal bwlch aer unffurf rhwng y rotor a'r stator, gan fod y grym magnetig yn llawer mwy na grym moduron rheiddiol, gan ei gwneud hi'n anodd cynnal bwlch aer unffurf. Mae gan y modur fflwcs echelinol rotor deuol broblemau afradu gwres hefyd, gan fod y weindio wedi'i leoli'n ddwfn o fewn y stator a rhwng y ddau ddisg rotor, gan wneud afradu gwres yn anodd iawn.
Mae moduron fflwcs echelinol hefyd yn anodd eu cynhyrchu am lawer o resymau. Mae'r peiriant rotor deuol sy'n defnyddio peiriant rotor deuol gyda thopoleg iau (h.y. tynnu'r iau haearn o'r stator ond cadw'r dannedd haearn) yn goresgyn rhai o'r problemau hyn heb ehangu diamedr a magnet y modur.
Fodd bynnag, mae tynnu'r iau yn dod â heriau newydd, fel sut i drwsio a gosod dannedd unigol heb gysylltiad iau mecanyddol. Mae oeri hefyd yn her fwy.
Mae hefyd yn anodd cynhyrchu'r rotor a chynnal y bwlch aer, gan fod disg y rotor yn denu'r rotor. Y fantais yw bod disgiau'r rotor wedi'u cysylltu'n uniongyrchol trwy gylch siafft, felly mae'r grymoedd yn canslo ei gilydd. Mae hyn yn golygu nad yw'r beryn mewnol yn gwrthsefyll y grymoedd hyn, a'i unig swyddogaeth yw cadw'r stator yn y safle canol rhwng y ddau ddisg rotor.
Nid yw moduron rotor sengl stator dwbl yn wynebu heriau moduron crwn, ond mae dyluniad y stator yn llawer mwy cymhleth ac yn anoddach i'w awtomeiddio, ac mae'r costau cysylltiedig hefyd yn uchel. Yn wahanol i unrhyw fodur fflwcs rheiddiol traddodiadol, dim ond yn ddiweddar y mae prosesau gweithgynhyrchu moduron echelinol ac offer mecanyddol wedi dod i'r amlwg.
4. Cymhwyso cerbydau trydan
Mae dibynadwyedd yn hanfodol yn y diwydiant modurol, a phrofi dibynadwyedd a chadernid gwahanolmoduron fflwcs echelinolMae argyhoeddi gweithgynhyrchwyr bod y moduron hyn yn addas ar gyfer cynhyrchu màs wedi bod yn her erioed. Mae hyn wedi annog cyflenwyr moduron echelinol i gynnal rhaglenni dilysu helaeth ar eu pen eu hunain, gyda phob cyflenwr yn dangos nad yw dibynadwyedd eu modur yn wahanol i foduron fflwcs rheiddiol traddodiadol.
Yr unig gydran a all wisgo allan mewnmodur fflwcs echelinolyw'r berynnau. Mae hyd y fflwcs magnetig echelinol yn gymharol fyr, ac mae safle'r berynnau yn agosach, fel arfer wedi'u cynllunio i fod ychydig yn "or-ddimensiwn". Yn ffodus, mae gan y modur fflwcs echelinol fàs rotor llai a gall wrthsefyll llwythi siafft deinamig rotor is. Felly, mae'r grym gwirioneddol a roddir ar y berynnau yn llawer llai na grym y modur fflwcs rheiddiol.
Mae echel electronig yn un o'r cymwysiadau cyntaf o foduron echelinol. Gall y lled teneuach amgáu'r modur a'r blwch gêr yn yr echel. Mewn cymwysiadau hybrid, mae hyd echelinol byrrach y modur yn ei dro yn byrhau cyfanswm hyd y system drosglwyddo.
Y cam nesaf yw gosod y modur echelinol ar yr olwyn. Yn y modd hwn, gellir trosglwyddo pŵer yn uniongyrchol o'r modur i'r olwynion, gan wella effeithlonrwydd y modur. Oherwydd dileu trosglwyddiadau, gwahaniaethau, a siafftiau gyrru, mae cymhlethdod y system hefyd wedi'i leihau.
Fodd bynnag, ymddengys nad yw cyfluniadau safonol wedi ymddangos eto. Mae pob gwneuthurwr offer gwreiddiol yn ymchwilio i gyfluniadau penodol, gan y gall gwahanol feintiau a siapiau moduron echelinol newid dyluniad cerbydau trydan. O'i gymharu â moduron rheiddiol, mae gan foduron echelinol ddwysedd pŵer uwch, sy'n golygu y gellir defnyddio moduron echelinol llai. Mae hyn yn darparu opsiynau dylunio newydd ar gyfer llwyfannau cerbydau, megis lleoliad pecynnau batri.
4.1 Armature segmentedig
Mae topoleg modur YASA (Yokeless and Segmented Armature) yn enghraifft o dopoleg stator sengl rotor deuol, sy'n lleihau cymhlethdod gweithgynhyrchu ac sy'n addas ar gyfer cynhyrchu màs awtomataidd. Mae gan y moduron hyn ddwysedd pŵer o hyd at 10 kW/kg ar gyflymderau o 2000 i 9000 rpm.
Gan ddefnyddio rheolydd pwrpasol, gall ddarparu cerrynt o 200 kVA ar gyfer y modur. Mae gan y rheolydd gyfaint o tua 5 litr ac mae'n pwyso 5.8 cilogram, gan gynnwys rheolaeth thermol gydag oeri olew dielectrig, sy'n addas ar gyfer moduron fflwcs echelinol yn ogystal â moduron fflwcs anwythol a rheiddiol.
Mae hyn yn caniatáu i weithgynhyrchwyr offer gwreiddiol cerbydau trydan a datblygwyr haen gyntaf ddewis y modur priodol yn hyblyg yn seiliedig ar y cymhwysiad a'r lle sydd ar gael. Mae'r maint a'r pwysau llai yn gwneud y cerbyd yn ysgafnach ac mae ganddo fwy o fatris, a thrwy hynny'n cynyddu'r ystod.
5. Cymhwyso beiciau modur trydan
Ar gyfer beiciau modur trydan ac ATVs, mae rhai cwmnïau wedi datblygu moduron fflwcs echelinol AC. Y dyluniad a ddefnyddir yn gyffredin ar gyfer y math hwn o gerbyd yw dyluniadau fflwcs echelinol DC yn seiliedig ar frwsh, tra bod y cynnyrch newydd yn ddyluniad AC, wedi'i selio'n llawn heb frwsh.
Mae coiliau moduron DC ac AC yn aros yn llonydd, ond mae'r rotorau deuol yn defnyddio magnetau parhaol yn lle armaturau cylchdroi. Mantais y dull hwn yw nad oes angen gwrthdroi mecanyddol.
Gall y dyluniad echelinol AC hefyd ddefnyddio rheolyddion modur AC tair cam safonol ar gyfer moduron rheiddiol. Mae hyn yn helpu i leihau costau, gan fod y rheolydd yn rheoli'r cerrynt neu'r trorym, nid y cyflymder. Mae'r rheolydd angen amledd o 12 kHz neu uwch, sef amledd prif ffrwd dyfeisiau o'r fath.
Daw'r amledd uwch o'r anwythiant dirwyn is o 20 µ H. Gall yr amledd reoli'r cerrynt i leihau'r crychdonni cerrynt a sicrhau signal sinwsoidaidd mor llyfn â phosibl. O safbwynt deinamig, mae hon yn ffordd wych o gyflawni rheolaeth modur llyfnach trwy ganiatáu newidiadau trorym cyflym.
Mae'r dyluniad hwn yn mabwysiadu weindio haen ddwbl ddosbarthedig, felly mae'r fflwcs magnetig yn llifo o'r rotor i rotor arall trwy'r stator, gyda llwybr byr iawn ac effeithlonrwydd uwch.
Yr allwedd i'r dyluniad hwn yw y gall weithredu ar foltedd uchaf o 60 V ac nid yw'n addas ar gyfer systemau foltedd uwch. Felly, gellir ei ddefnyddio ar gyfer beiciau modur trydan a cherbydau pedair olwyn dosbarth L7e fel Renault Twizy.
Mae'r foltedd uchaf o 60 V yn caniatáu i'r modur gael ei integreiddio i systemau trydanol prif ffrwd 48 V ac yn symleiddio gwaith cynnal a chadw.
Mae manylebau beic modur pedair olwyn L7e yn Rheoliad Fframwaith Ewropeaidd 2002/24/EC yn nodi nad yw pwysau cerbydau a ddefnyddir i gludo nwyddau yn fwy na 600 cilogram, heb gynnwys pwysau batris. Caniateir i'r cerbydau hyn gario dim mwy na 200 cilogram o deithwyr, dim mwy na 1000 cilogram o gargo, a dim mwy na 15 cilowat o bŵer injan. Gall y dull dirwyn dosbarthedig ddarparu trorym o 75-100 Nm, gyda phŵer allbwn brig o 20-25 kW a phŵer parhaus o 15 kW.
Mae her fflwcs echelinol yn gorwedd yn y ffordd y mae dirwyniadau copr yn gwasgaru gwres, sy'n anodd oherwydd bod yn rhaid i wres basio trwy'r rotor. Y dirwyniad dosbarthedig yw'r allwedd i ddatrys y broblem hon, gan fod ganddo nifer fawr o slotiau polyn. Yn y modd hwn, mae arwynebedd mwy rhwng y copr a'r gragen, a gellir trosglwyddo gwres i'r tu allan a'i ollwng gan system oeri hylif safonol.
Mae polion magnetig lluosog yn allweddol i ddefnyddio ffurfiau tonnau sinwsoidaidd, sy'n helpu i leihau harmonigau. Mae'r harmonigau hyn yn amlygu eu hunain fel gwresogi'r magnetau a'r craidd, tra na all cydrannau copr gario'r gwres i ffwrdd. Pan fydd gwres yn cronni mewn magnetau a chreiddiau haearn, mae effeithlonrwydd yn lleihau, a dyna pam mae optimeiddio'r donffurf a'r llwybr gwres yn hanfodol ar gyfer perfformiad modur.
Mae dyluniad y modur wedi'i optimeiddio i leihau costau a chyflawni cynhyrchu màs awtomataidd. Nid oes angen prosesu mecanyddol cymhleth ar gylch tai allwthiol a gall leihau costau deunyddiau. Gellir dirwyn y coil yn uniongyrchol a defnyddir proses bondio yn ystod y broses dirwyn i gynnal y siâp cydosod cywir.
Y pwynt allweddol yw bod y coil wedi'i wneud o wifren safonol sydd ar gael yn fasnachol, tra bod y craidd haearn wedi'i lamineiddio â dur trawsnewidydd safonol sydd ar gael oddi ar y silff, sydd ond angen ei dorri i'r siâp. Mae dyluniadau modur eraill yn gofyn am ddefnyddio deunyddiau magnetig meddal wrth lamineiddio'r craidd, a all fod yn ddrytach.
Mae defnyddio dirwyniadau dosbarthedig yn golygu nad oes angen segmentu'r dur magnetig; Gallant fod o siapiau symlach a haws i'w cynhyrchu. Mae lleihau maint dur magnetig a sicrhau ei fod yn hawdd i'w gynhyrchu yn cael effaith sylweddol ar leihau costau.
Gellir addasu dyluniad y modur fflwcs echelinol hwn hefyd yn ôl gofynion y cwsmer. Mae gan gwsmeriaid fersiynau wedi'u haddasu wedi'u datblygu o amgylch dyluniad sylfaenol. Yna cânt eu cynhyrchu ar linell gynhyrchu dreial ar gyfer gwirio cynhyrchu cynnar, y gellir eu hatgynhyrchu mewn ffatrïoedd eraill.
Mae addasu yn bennaf oherwydd bod perfformiad y cerbyd yn dibynnu nid yn unig ar ddyluniad y modur fflwcs magnetig echelinol, ond hefyd ar ansawdd strwythur y cerbyd, pecyn batri, a BMS.
Amser postio: Medi-28-2023
