磁通量的变化率 永磁同步电机新突破

2025-01-0305:05:44生活经验0

前言导读

INTRODUCTION

轴向磁通量电机以其独特的优势,正逐渐改变动力系统的设计方式,将之从传统的车轴设计转移到更为紧凑的内部结构中。

动力轴

一种新型电机——轴向磁通电机,正在电动汽车领域受到越来越多的关注。这种电机多年来在固定应用如电梯和农业机械中有所应用,但近年来,随着技术的不断改进,它已经适应了电动摩托车、机场吊舱、运货卡车、电动汽车甚至飞机等各种应用的需求。

相较于径向磁通电机,轴向磁通电机利用其有效的磁表面积和更短的磁通路径,通常能提供更大的扭矩,且在一定的体积内更为紧凑。这种电机的轴向长度较短,对于轮内电机等应用来说是一个至关重要的因素。

轴向磁通技术

轴向磁通电机有两种主要拓扑结构:双转子单定子和单转子双定子。在双转子轴向磁通拓扑结构中,磁通回路沿轴向穿过定子齿,然后立即到达另一块磁铁。这种设计使得磁通路径比径向磁通机器短得多,从而提高了电机的效率。

设计和生产方面也面临着一些挑战。其中最大的挑战之一是转子和定子之间保持均匀的气隙,因为轴向磁力比径向磁力大得多。制造过程中的热量管理和绕组设计也是关键问题。

电动汽车

在汽车行业中,可靠性至关重要。轴向磁通电机的可靠性和坚固性是制造商关注的重点。这些电机需要经过严格的验证,以确保它们适合大规模生产。

与径向电机相比,轴向磁通电机的维护更为简便,因为其唯一的可磨损部件是轴承,且其尺寸通常较小。由于其较短的轴向长度和较小的转子质量,使得整个传动系统的效率得到提高。

通量效率

晶粒取向电工钢在轴向磁通电机中的应用提高了定子铁芯的效率。这种材料在滚动(轴向)方向上的低损耗和高磁导率使得定子铁芯损耗降低,进而提高了电机的效率。

为了提高电机的功率密度和效率,一些设计采用了多台机器叠加在一个水冷外壳内的方式。这种方式为特定应用的设计提供了很大的灵活性,并使生产技术更加标准化。

电动自行车和其他应用

针对电动自行车和四轮摩托车等应用,已开发出特定设计的交流轴向磁通电机。这种设计从直流有刷轴向磁通设计发展到交流和全密封无刷设计,并从头开始设计,以实现批量生产。这种设计不仅降低了成本,还提高了电机的效率和性能。

这种轴向磁通电机也被考虑用于船舶应用,因为它是全密封的,可以适应恶劣的环境。对于电动摩托车市场来说,这种电机的集成设计使得维护和更换更为简便。

巴士和卡车

针对大型电动卡车,正在对现有的轴流式电机设计进行优化,以降低成本并提高功率。新版的电机将采用自动化设计,减少劳动密集型的外部成型槽插入式绕组等工序。尽管径向磁通电机的成本和转换成本是公认的,但轴向磁通电机的规模化生产工艺尚在探索中,因此具有很大的潜力。

展望未来