English English
Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với khả năng làm mát được cải thiện.

Mục đích của bài báo là so sánh cấu trúc động cơ thông lượng hướng trục với cấu trúc thông lượng hướng tâm (RF) thông thường cho động cơ đồng bộ PM. Quy trình so sánh dựa trên các cân nhắc nhiệt đơn giản. Hai kiểu mô-tơ được chọn và so sánh về mô-men xoắn điện từ được phân phối. So sánh được phát triển cho các kích thước động cơ khác nhau và ảnh hưởng của số cực được đưa vào bằng chứng. Bài báo báo cáo thủ tục so sánh hoàn chỉnh và phân tích kết quả liên quan. Các kết quả thu được cho thấy rằng, khi chiều dài trục rất ngắn và số cực cao, động cơ thông lượng hướng trục có thể là một giải pháp thay thế hấp dẫn cho các giải pháp thông lượng hướng tâm thông thường.

Các phương pháp và thiết bị được cung cấp cho động cơ thông lượng dọc trục. Thiết bị này bao gồm, một stato có các cuộn dây để tạo ra từ trường, một rôto quay bởi từ trường và một trục đầu ra được ghép nối với rôto. Rôto bao gồm một thành phần từ tính và không từ tính. Thành phần không từ tính có tỷ trọng nhỏ hơn thành phần có từ tính. Một hoặc cả hai thành phần rôto có các lỗ ở đó để thông gió và giảm trọng lượng. Nam châm vĩnh cửu được gắn trên thành phần từ tính của rôto đối diện với stato và các phần của rôto phía sau nam châm vĩnh cửu được làm rỗng để mỏng hơn các phần của rôto nằm giữa các nam châm vĩnh cửu. Điều này làm giảm trọng lượng rôto mà không ảnh hưởng đáng kể đến mật độ động cơ từ thông hướng trục trong rôto hoặc mômen động cơ.

Một động cơ điện từ thông hướng trục bao gồm một rôto và một stato thứ nhất và thứ hai. Stato thứ nhất và thứ hai có khe hở không khí thứ nhất và thứ hai nằm giữa stato thứ nhất và thứ hai và rôto, và khe hở không khí thứ hai lớn hơn khe hở thứ nhất. Theo một phương án, các cuộn dây của stato thứ nhất và cuộn dây của stato thứ hai mắc song song. Động cơ còn bao gồm các công tắc đóng điện xen kẽ các cuộn dây của stato thứ nhất và của stato thứ hai dựa trên mô-men xoắn yêu cầu và tốc độ yêu cầu của động cơ. Theo phương án thứ hai, các cuộn dây của stato thứ nhất và cuộn dây của stato thứ hai mắc nối tiếp và động cơ còn bao gồm các công tắc có chọn lọc bỏ qua các cuộn dây của stato thứ hai để giảm EMF phía sau của động cơ và tăng giá trị tối đa tốc độ của động cơ ở điện áp đầu vào cho trước.

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Chúng tôi trình bày các thiết kế chuyên dụng của dạng sóng dòng điện tối ưu cho động cơ bánh xe động cơ từ thông hướng trục kiểu đĩa. Động cơ bánh xe chuyên dụng bốn pha đã được thiết kế và lắp đặt trực tiếp bên trong bánh xe điện mà không có bộ vi sai cơ khí và bánh răng giảm tốc. Chúng tôi đã thực hiện tối ưu hóa định hướng mô-men xoắn để có được dạng sóng dòng điện tối ưu chịu nhiều ràng buộc khác nhau đối với cấu trúc cuộn dây độc lập. Chúng tôi nhận thấy rằng dạng sóng tối ưu tốt nhất với mô-men xoắn cực đại và tổn thất ohmic hạn chế tỷ lệ với sự biến thiên từ thông trong khe hở không khí giữa stato và rôto và có cùng hình dạng với sức điện động ngược (EMF). Phát hiện này được xác nhận bởi cả phân tích lý thuyết và số học. Đúng như mong đợi, dạng sóng điều khiển hiện tại của EMF phía sau được trích xuất bằng các thí nghiệm mang lại hiệu suất tốt nhất về mô-men xoắn cực đại và hiệu suất động cơ.

Do Động cơ cảm ứng từ thông hướng trục (AFIM) có nhiều ưu điểm hơn so với động cơ cảm ứng từ thông hướng tâm (thông thường), chúng ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong các ứng dụng công nghiệp. Vì vậy, dự đoán hiệu suất của họ là một vấn đề quan trọng. Mặt khác, ước tính tham số là một phần không thể tách rời của dự đoán hiệu suất. Trong bài báo này, một phương pháp mới, dựa trên dòng phóng điện của cuộn dây stato, được trình bày. Trong phương pháp đề xuất, dòng phóng điện lý thuyết và thực tế được so sánh để tính toán các hệ số, hằng số thời gian và thông số. Sau đó, các tham số tính toán được sử dụng trong mô hình dq của AFIM. Cuối cùng, phân tích phần tử hữu hạn 3-D và kiểm tra thực nghiệm được sử dụng để xác minh phương pháp đề xuất.

Hai trường hợp thiết kế và phân tích của động cơ nam châm vĩnh cửu từ thông hướng trục khởi động theo dòng: với rôto đặc và với rôto hỗn hợp. Đối với một cấu trúc mới của động cơ, hai vòng nâng cách nhau đồng tâm được thêm vào bán kính bên trong và bên ngoài của rôto để cho phép khả năng tự động khởi động. Rôto composite được bọc bởi một lớp đồng mỏng (0.05 mm). Các phương trình cơ bản cho vòng rôto rắn đã được trích xuất. Sự thiếu đối xứng của động cơ đòi hỏi phải phân tích phần tử hữu hạn bước thời gian 3D, được thực hiện thông qua Vector Field Opera 14.0, đánh giá các thông số thiết kế và dự đoán hiệu suất tạm thời của động cơ. Kết quả của FEA cho thấy rôto hỗn hợp cải thiện đáng kể cả mômen khởi động và khả năng đồng bộ hóa so với rôto đặc.

Sự phân bố từ trường đối với động cơ điện một chiều ba pha, kiểu đĩa, nam châm vĩnh cửu, không chổi than với từ thông đồng trục trong stato. Các phép tính được thực hiện bằng phương pháp phần tử hữu hạn 3-D (FEM). Mômen điện từ được xác định từ bộ căng ứng suất Maxwell. Để so sánh, các kích thước khác nhau của nam châm vĩnh cửu, giày cực và khe hở không khí được phân tích. Nó được chỉ ra rằng mô-men xoắn gợn sóng có thể được giảm một cách hiệu quả bằng chiều rộng nam châm vĩnh cửu thích hợp và chiều dài khe hở không khí. Kết quả mô phỏng phù hợp tốt với dữ liệu thực nghiệm thu được từ động cơ nguyên mẫu.

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Động cơ từ thông trục (AFHM) là động cơ đồng bộ tự khởi động sử dụng các đặc tính từ trễ của vật liệu từ. Người ta biết rằng các đặc tính từ của động cơ trễ có thể dễ dàng bị ảnh hưởng bởi khe hở không khí và sự thay đổi kích thước cấu trúc. Chiều dài khe hở không khí đóng một vai trò quan trọng trong việc phân phối từ thông trong vòng từ trễ và ảnh hưởng đến mô-men xoắn đầu ra, dòng điện đầu cuối, hiệu suất và thậm chí giá trị tối ưu của các thông số cấu trúc khác của AFHM. Về vấn đề này, trong nghiên cứu này sẽ khảo sát ảnh hưởng của sự thay đổi khe hở không khí đến đặc tính hoạt động của động cơ từ thông trục và ảnh hưởng của chiều dài khe hở không khí đến độ dày vòng từ trễ và số vòng dây quấn stato. Ảnh hưởng của độ dài khe hở không khí đến mô hình mạch điện được nghiên cứu. Cuối cùng, mô phỏng AFHM để trích xuất các giá trị đầu ra của động cơ và phân tích độ nhạy về sự thay đổi khe hở không khí được thực hiện bằng cách sử dụng Mô hình phần tử hữu hạn 3D. Vòng lặp trễ trong hình elip nghiêng được sử dụng. Nghiên cứu này có thể giúp các nhà thiết kế trong cách tiếp cận thiết kế của các động cơ như vậy.

Động cơ thông lượng hướng trục rôto kép chi phí thấp (DRAFM) với lõi từ tổng hợp từ mềm (SMC) giá rẻ và nam châm vĩnh cửu ferit (PMs). Cấu trúc liên kết và nguyên tắc hoạt động của DRAFM và các cân nhắc thiết kế để sử dụng tốt nhất các vật liệu từ tính được trình bày. DRAFM 905W 4800 vòng / phút được thiết kế để thay thế động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu NdFeB (PMSM) chi phí cao trong máy nén tủ lạnh. Bằng cách sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn, các tham số điện từ và hiệu suất của DRAFM vận hành theo sơ đồ điều khiển hướng trường được tính toán. Qua phân tích cho thấy rằng vật liệu SMC và ferit PM có thể là những ứng cử viên sáng giá cho các ứng dụng động cơ điện giá rẻ.

Động cơ đồng bộ Axial Flux Interior PM (AFIPM), ứng cử viên cho hệ thống truyền động xe ô tô điện nhỏ trong thành phố, được trình bày trong tác phẩm này. Các thông số động cơ ảnh hưởng đến hiệu suất mômen động cơ được kiểm tra bằng cách phân tích quỹ đạo dòng điện stato trong mặt phẳng (id-iq). Thông số động cơ AFIPM được thiết kế bởi phân tích này để làm cho khả năng công suất động cơ phù hợp với yêu cầu mô-men xoắn, xem xét dòng điện biến tần và giới hạn điện áp DC. chiếc máy bay. Chỉ ra rằng việc lựa chọn thông số động cơ thích hợp là sự cân bằng giữa các thông số để có được đặc tính vận hành lý tưởng để điều khiển tối ưu ở dải tốc độ rộng và các thông số để có được mômen hoạt động cao ở tốc độ thấp. Cuối cùng, một số cân nhắc về thiết kế và kết quả mô phỏng cho động cơ đồng bộ 180V (điện áp bus DC), 10kW AFIPM cho xe điện được trình bày.

Lực kéo của xe điện (EV). Bộ nguồn là Động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PMSM) được điều khiển bằng chiến lược, điều khiển hình thang. Các mô hình của xe điện, động cơ dựa trên nhận dạng phần tử hữu hạn và bộ truyền động, được thực hiện theo Matlab / Simulink 7.1. Việc điều khiển được đảm bảo bởi bốn vòng khép kín, một cho tốc độ và ba vòng khác để điều chỉnh dòng điện. Kết quả của mô phỏng cho thấy hiệu quả của việc điều khiển hình thang đối với hệ thống điện kéo.

Mô tả một động cơ cảm ứng từ thông hướng trục có chứa cả các tấm và vật liệu tổng hợp từ tính mềm được mô tả. Bằng cách kết hợp hai vật liệu này, động cơ cảm ứng từ thông hướng trục có được không gian thể tích giới hạn, bao gồm chiều cao giới hạn và đầu ra mô-men xoắn mượt mà, bao gồm cả gợn sóng giới hạn. Động cơ cảm ứng từ thông hướng trục cũng chứa các thanh rôto bị lệch. Các thanh lệch này làm mượt các xung mô-men xoắn của động cơ cảm ứng, tăng cường hoạt động hiệu quả của động cơ.

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Sự phát triển của "cân bằng công suất" áp dụng cho các loại xe hiệu suất cao, giới hạn công suất. Lý thuyết sau đó được áp dụng cho trường hợp xe điện để biện minh cho việc theo đuổi thiết kế động cơ "trong bánh xe". Các lợi ích riêng của hình học thông lượng dọc trục được thảo luận với việc tham khảo các yêu cầu cụ thể của động cơ điện cho các ứng dụng xe cộ. Quy trình thiết kế cơ bản, kết cấu và kết quả thử nghiệm cho một động cơ được lắp trong bánh 26 inch để lái một chiếc xe có trọng lượng tối đa 260 kg được trình bày. Ở công suất đầu ra 1 kW, tốc độ xe có thể đạt được là 72 km / h, tương ứng với tốc độ động cơ / bánh xe là 578 vòng / phút và mô-men xoắn là 16.5 Nm, với hiệu suất động cơ ước tính là 94%.

Chúng tôi đã áp dụng thiết kế tối ưu đa mục tiêu cho động cơ bánh xe một chiều không chổi than. Kết quả là động cơ nam châm vĩnh cửu từ thông hướng trục có tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng và hiệu suất động cơ cao và thích hợp cho các ứng dụng bánh xe dẫn động trực tiếp. Bởi vì động cơ bánh xe kiểu đĩa được tích hợp vào trung tâm của bánh xe, không cần bánh răng truyền động hoặc bộ vi sai cơ khí và do đó hiệu suất tổng thể được tăng lên và giảm trọng lượng. Động cơ chuyên dụng được mô hình hóa trong các mạch từ tính và được thiết kế để đáp ứng các thông số kỹ thuật của một sơ đồ tối ưu hóa, tùy thuộc vào các ràng buộc như không gian hạn chế, mật độ dòng điện, độ bão hòa thông lượng và điện áp truyền động. Trong bài báo này, hai cấu hình động cơ khác nhau của ba và bốn pha được minh họa. Sau đó, phân tích phần tử hữu hạn được thực hiện để thu được các đặc tính điện từ, nhiệt và phương thức của động cơ để sửa đổi và xác minh thiết kế sơ bộ. Các lực điện động trở lại của các nguyên mẫu được kiểm tra để tìm ra các chiến lược điều khiển các dạng sóng dẫn động hiện tại.

Các tính năng ban đầu như nhỏ gọn và nhẹ làm cho máy nam châm vĩnh cửu thông lượng hướng trục không rãnh (AFPM) đủ điều kiện để ứng dụng trong các bộ truyền động động cơ công suất lớn dành cho truyền động trực tiếp của chân vịt tàu thủy. Bài báo này thảo luận về các đặc điểm của AFPM được thiết kế để ứng dụng trong động cơ đẩy hàng hải và các hiệu suất của máy như hiệu suất, trọng lượng và mật độ mô-men xoắn được đánh giá để so sánh với các máy đồng bộ thông thường. Một cách sắp xếp mô-đun mới được hình thành của cuộn dây stato của máy được đề xuất và các kết quả thực nghiệm lấy từ nguyên mẫu máy cỡ nhỏ cuối cùng cũng được hiển thị.

Trong hệ thống truyền động động cơ xe điện (EV), việc sử dụng động cơ tốc độ thấp ghép trực tiếp với trục bánh xe cho phép giảm trọng lượng xe và cải thiện hiệu suất truyền động. Động cơ PM thông lượng hướng trục không rãnh đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng như vậy, vì chúng có thể được thiết kế cho hiệu suất và tỷ lệ mô-men xoắn trên trọng lượng cao. Bài báo này đề cập đến một nguyên mẫu động cơ PM thông lượng hướng trục 16 cực được sử dụng trong truyền động đẩy của một chiếc xe tay ga điện. Nguyên mẫu động cơ có mô-men xoắn cực đại 45 Nm, trọng lượng vật liệu hoạt động 6.8 kg và được ghép trực tiếp với bánh sau của xe tay ga. Bài báo thảo luận về thiết kế và cấu tạo của nguyên mẫu động cơ, đồng thời báo cáo kết quả thực nghiệm đạt được từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Cuối cùng, các chi tiết liên quan đến việc bố trí bộ truyền động của động cơ xe tay ga được đưa ra.

Việc phát triển máy bay chạy hoàn toàn bằng điện sẽ cho phép các phương tiện di chuyển hiệu quả hơn, êm hơn và thân thiện với môi trường hơn và sẽ góp phần giảm phát thải khí nhà kính trên toàn cầu. Tuy nhiên, động cơ điện thông thường không đạt được mật độ công suất đủ cao để được xem xét trong các ứng dụng trên không. Vật liệu siêu dẫn nhiệt độ cao (HTS) số lượng lớn, chẳng hạn như viên YBCO, có khả năng giữ từ thông do đó hoạt động như nam châm vĩnh cửu. Dữ liệu thử nghiệm cho thấy một viên YBCO miền đơn có thể bẫy tới 17 T ở 29 K, cho phép thiết kế động cơ mật độ công suất rất cao có thể được sử dụng trong động cơ đẩy máy bay. Chúng tôi đã thiết kế một động cơ siêu dẫn dựa trên cấu hình từ thông dọc trục và bao gồm sáu tấm YBCO được từ hóa bởi một cuộn dây siêu dẫn quấn bên ngoài động cơ. Máy đồng cực sáu cực sử dụng phần ứng điện trở khe hở không khí thông thường. Cấu hình từ thông hướng trục cho phép một số rôto và stato được xếp chồng lên nhau và do đó cho phép sử dụng một hoặc một số nam châm vĩnh cửu thông thường.

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát
Việc xây dựng hai nguyên mẫu kép của động cơ nam châm vĩnh cửu thông lượng hướng trục không rãnh do SIMINOR Ascenseurs và Đại học Rome cùng phát triển để ứng dụng trong các hệ thống thang máy dẫn động trực tiếp không có phòng máy. Mỗi nguyên mẫu của động cơ truyền động trực tiếp bằng ròng rọc có công suất 5 kW, 95 vòng / phút và có chiều cao trục là 380 mm và chiều dày trục tổng thể khoảng 80 mm. Thiết kế máy dựa trên đặc điểm kỹ thuật bất thường và các giải pháp sản xuất ban đầu được áp dụng cho việc bố trí thang máy dẫn động trực tiếp được đề xuất sẽ được thảo luận trong suốt bài báo, bao gồm các kích thước và đặc điểm hàng đầu của động cơ nguyên mẫu. Cuối cùng, kết quả thí nghiệm lấy từ các nguyên mẫu máy được báo cáo.

Một cụm đơn vị điện có một cặp động cơ điện từ thông hướng trục được ghép đôi có trục quay chung, mỗi động cơ từ thông hướng trục bao gồm một rôto được bố trí trên trục rôto và ít nhất một stato được bố trí trong mối quan hệ tác dụng với rôto đó. Một tấm cuối chung được bố trí giữa mỗi cặp động cơ điện từ thông hướng trục để cung cấp một cấu trúc lắp chung, trong khi một trung tâm đầu ra được ghép nối hoạt động với mỗi trục rôto của cặp động cơ điện thông lượng hướng trục có nhân đôi. Mỗi cặp động cơ điện từ thông hướng trục được nhân đôi được cấu hình hoạt động để cung cấp tốc độ và mô-men xoắn độc lập cho mỗi trung tâm đầu ra được kết hợp.

Các tính năng ban đầu như nhỏ gọn và nhẹ làm cho máy nam châm vĩnh cửu thông lượng hướng trục không rãnh (AFPM) đủ điều kiện để ứng dụng trong các bộ truyền động động cơ công suất lớn dành cho truyền động trực tiếp của chân vịt tàu thủy. Bài báo thảo luận về các đặc điểm của AFPM được thiết kế cho ứng dụng động cơ đẩy trên biển. Một cách sắp xếp mô-đun mới được hình thành của cuộn dây stato máy được đề xuất và cuối cùng đã đưa ra các kết quả thực nghiệm lấy từ nguyên mẫu máy cỡ nhỏ.

Phân tích và thử nghiệm động cơ một chiều không chổi than nam châm vĩnh cửu (AFPM) thông lượng hướng trục (BLDC) với mômen xoắn cực tiểu. Gần đây, nhiều thiết kế tối ưu cho động cơ AFPM đã được thực hiện bằng phân tích phần tử hữu hạn (FE), nhưng việc phân tích như vậy nói chung là tốn nhiều thời gian. Trong nghiên cứu này, phương trình của các đường từ thông tồn tại giữa PM và lõi được giả định về mặt toán học và mô-men xoắn cực tiểu được tính toán về mặt lý thuyết và hình học mà không cần phân tích FE. Dạng phương trình được giả định là một đa thức bậc hai trong bài báo này. Về mặt lý thuyết, góc xiên làm cho mô-men xoắn giảm thiểu được tính toán theo lý thuyết và giá trị của mô-men xoắn cực tiểu được xác nhận bởi các phân tích và thí nghiệm của FE. Trong phân tích lý thuyết, mô-men xoắn cực đại của động cơ AFPM được đề xuất có giá trị nhỏ nhất xấp xỉ ở góc xiên 4 và giá trị đó gần bằng giá trị của phân tích FE và thí nghiệm. So với động cơ không xiên, mô-men xoắn của động cơ lệch có thể giảm xuống.

Bài báo này trình bày thiết kế tối ưu đa mục tiêu của động cơ bánh xe thông lượng trục kiểu đĩa một chiều không chổi than và các dạng sóng dòng điện tối ưu của nó. Động cơ chuyên dụng này được mô hình hóa trong các mạch từ tính và được thiết kế để đáp ứng các thông số kỹ thuật của một sơ đồ tối ưu hóa, tùy thuộc vào các ràng buộc, chẳng hạn như không gian hạn chế, mật độ dòng điện, độ bão hòa thông lượng và điện áp truyền động. Sau đó, tối ưu hóa hướng mô-men xoắn được thực hiện để thu được dạng sóng dòng điện tối ưu chịu nhiều ràng buộc khác nhau đối với cấu trúc cuộn dây độc lập. Dạng sóng tối ưu tốt nhất với mô-men xoắn cực đại và tổn thất ohmic hạn chế được tìm thấy tỷ lệ với sự biến thiên từ thông trong khe hở không khí giữa stato và rôto, được xác minh là có cùng hình dạng.

Có nhiều kỹ thuật để giảm mômen xoắn của máy PM thông lượng hướng tâm thông thường. Mặc dù một số kỹ thuật này có thể được áp dụng cho máy từ thông hướng trục, nhưng chi phí chế tạo đặc biệt cao do cấu tạo độc đáo của stato máy từ thông hướng trục. Do đó, các kỹ thuật mới chi phí thấp được mong muốn sử dụng cho các máy PM thông lượng dọc trục. Bài báo này giới thiệu một kỹ thuật giảm thiểu mômen xoắn mới cho động cơ PM nam châm nhiều bề mặt rôto từ thông dọc trục. Đầu tiên, các nguyên tắc cơ bản của kỹ thuật mới được khám phá trong bài báo này. Sau đó, một máy kiểu đĩa nam châm từ thông hướng trục 3 kw, 8 cực với rôto kép-stato đơn sau đó được thiết kế và tối ưu hóa để áp dụng phương pháp mới được đề xuất. Nghiên cứu tối ưu hóa hồ quang cực nam châm liền kề dẫn đến mô-men xoắn cực tiểu cũng như đánh giá tác động lên mô-men xoắn cực đại có sẵn bằng cách sử dụng phân tích phần tử hữu hạn 3D (FEA). Mô-men xoắn giảm thiểu được so sánh với một số dữ liệu máy thực tế hiện có và một số kết luận quan trọng được rút ra.

Giảm thiểu mô-men xoắn trong thiết kế động cơ nam châm vĩnh cửu thông lượng hướng trục (AFPM) là một trong những vấn đề chính phải được xem xét trong quá trình thiết kế. Bài báo này trình bày một số kỹ thuật xiên nam châm hiệu quả về chi phí để giảm thiểu các thành phần mômen xoắn trong động cơ AFPM rôto kép. Các phương pháp giảm thiểu mô-men xoắn phía rôto được kiểm tra chi tiết với trọng tâm chính là phương pháp xiên nam châm và một số kỹ thuật xiên thay thế hiệu quả về chi phí được đề xuất. Một so sánh chi tiết của các phương pháp tiếp cận xiên nam châm được cung cấp. Một động cơ AFPM nguyên mẫu với các cấu trúc rôto khác nhau được chế tạo dựa trên các phân tích. Các phân tích sau đó được xác nhận với các kết quả thực nghiệm và ảnh hưởng của thành phần mô-men xoắn lên chất lượng mô-men xoắn của động cơ AFPM được khám phá. Kết quả xác nhận rằng các phương pháp tiếp cận xiên nam châm được đề xuất có thể giảm đáng kể thành phần ăn khớp so với động cơ AFPM tham chiếu với nam châm không xiên và giúp cải thiện chất lượng mô-men xoắn của động cơ đĩa.

Các phương pháp đo lường và nhận dạng khác nhau được áp dụng cho máy điện đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PM) không thông thường, cụ thể là động cơ đồng bộ PM nội thất thông lượng hướng trục mới (AFIPM). Hình dạng không theo quy ước của động cơ AFIPM yêu cầu một cuộc thảo luận chuyên biệt về chủ đề nhận dạng tham số. Trong bài báo, bài kiểm tra đáp ứng tần số dừng và kiểm tra đáp ứng thời gian dừng trên nguyên mẫu AFIPM được trình bày. Trên cơ sở các thử nghiệm này, các thông số mạch trục d và trục q được chọn. Để xác nhận tính hợp lệ của các thử nghiệm dừng, các thử nghiệm tải cũng đã được thực hiện. Hơn nữa, các bài kiểm tra tải cung cấp một số kết quả hiệu suất sơ bộ của máy AFIPM và thông tin bổ sung về hiện tượng bão hòa. Các thông số mạch tương đương trục d và q thu được từ các phép đo đã thực hiện được phân tích và so sánh. Cuối cùng, mô hình máy AFIPM thích hợp nhất được chọn.

Giảm khối lượng động cơ từ thông hướng trục với cải thiện làm mát

Một động cơ đồng bộ nội thất thông lượng hướng trục mới (AFIPM) dành cho các ứng dụng động cơ bánh xe được trình bày. Do cấu trúc rôto dị hướng mới, động cơ AFIPM có thể cung cấp công suất không đổi với hoạt động làm suy yếu từ thông. Việc chế tạo rôto chỉ khả thi khi sử dụng vật liệu từ mềm dạng bột. Quy trình thiết kế được đề xuất sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) bên cạnh các quy tắc thiết kế động cơ điện cổ điển. Dữ liệu thiết kế đầy đủ của nguyên mẫu đang nghiên cứu được trình bày và giai đoạn sản xuất của nguyên mẫu cũng được mô tả. Các giá trị tính toán của các thông số máy được so sánh với các giá trị xác định trên cơ sở các phép đo thực nghiệm. Cuối cùng, các đặc tính của động cơ nguyên mẫu được xác định và trình bày.

Khi công nghệ máy bay đang hướng tới nhiều kiến ​​trúc điện hơn, việc sử dụng động cơ điện trong máy bay ngày càng tăng. Động cơ BLDC từ thông hướng trục (động cơ DC không chổi than) đang trở nên phổ biến trong ứng dụng hàng không vì khả năng đáp ứng nhu cầu về trọng lượng nhẹ, mật độ công suất cao, hiệu suất cao và độ tin cậy cao. Động cơ BLDC thông lượng hướng trục nói chung và động cơ BLDC thông lượng hướng trục không có sắt nói riêng có độ tự cảm rất thấp Do đó, chúng cần được chú ý đặc biệt để hạn chế độ lớn của dòng điện gợn trong cuộn dây động cơ. Trong hầu hết các ứng dụng máy bay điện mới hơn, động cơ BLDC cần được điều khiển từ bus 300 hoặc 600 Vdc. Trong những trường hợp như vậy, đặc biệt đối với hoạt động từ bus 600 Vdc, bộ nghịch lưu dựa trên bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) được sử dụng cho truyền động động cơ BLDC. Các bộ biến tần dựa trên IGBT có hạn chế về việc tăng tần số chuyển đổi, và do đó chúng không phù hợp lắm để điều khiển động cơ BLDC có độ tự cảm cuộn dây thấp. Trong nghiên cứu này, một biến tần kẹp điểm trung tính (NPC) ba mức được đề xuất để điều khiển động cơ BLDC thông lượng hướng trục.

Giảm kích thước đã trở thành một trong những khía cạnh quan trọng nhất của thiết kế động cơ. Bài báo này trình bày một động cơ trục xoay thông lượng hướng trục thu nhỏ với cuộn dây bảng mạch in hình thoi (PCB). Việc thiết kế cấu trúc cơ học của nó nhằm mục đích loại bỏ bất kỳ không gian không cần thiết nào. Trước khi tạo mẫu, hình học của động cơ được tính toán bằng mô hình phân tích gần đúng, giúp đẩy nhanh quá trình thiết kế. Cuộn dây PCB linh hoạt thể hiện một nguồn kích thích điện từ siêu mỏng trong đó cuộn dây được quấn theo hình thoi để giảm chiều dài cuối cuộn dây và giảm thiểu tổn thất đồng. Quá trình thiết kế cũng kết hợp phân tích phần tử hữu hạn để đánh giá và cải tiến hiệu suất hơn nữa. Động cơ được đề xuất là nguyên mẫu, và sự thống nhất tuyệt vời được tìm thấy giữa mô phỏng và đo lường.

Các dạng sóng dòng điện tối ưu cho động cơ bánh xe từ thông hướng trục kiểu đĩa. Động cơ bánh xe chuyên dụng bốn pha đã được thiết kế và lắp đặt trực tiếp bên trong bánh xe điện mà không có bộ vi sai cơ khí và bánh răng giảm tốc. Chúng tôi đã thực hiện tối ưu hóa định hướng mô-men xoắn để có được dạng sóng dòng điện tối ưu chịu nhiều ràng buộc khác nhau đối với cấu trúc cuộn dây độc lập. Chúng tôi nhận thấy rằng dạng sóng tối ưu tốt nhất với mô-men xoắn cực đại và tổn thất ohmic hạn chế tỷ lệ với sự biến thiên từ thông trong khe hở không khí giữa stato và rôto và có cùng hình dạng với sức điện động ngược (EMF). Phát hiện này được xác nhận bởi cả phân tích lý thuyết và số học. Đúng như mong đợi, dạng sóng điều khiển hiện tại của EMF phía sau được trích xuất bằng các thí nghiệm mang lại hiệu suất tốt nhất về mô-men xoắn cực đại và hiệu suất động cơ.

 

 Nhà sản xuất động cơ giảm tốc và động cơ điện

Dịch vụ tốt nhất từ ​​chuyên gia ổ đĩa truyền tải của chúng tôi đến hộp thư đến của bạn trực tiếp.

Liên hệ

Công ty TNHH Nhà sản xuất Bonway Yên Đài

ANo.160 Đường Trường Giang, Yên Đài, Sơn Đông, Trung Quốc(264006)

T + 86 535 6330966

W + 86 185 63806647

© 2024 Sogears. Tất cả các quyền.