אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָר מאַסע רעדוקציע מיט ימפּרוווד קאָאָלינג.
דער ציל פון דעם פּאַפּיר איז די פאַרגלייַך פון סטראַקטשערז פון אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָרס קעגן די קאַנווענשאַנאַל ריידיאַל פלאַקס (רף) סטראַקטשערז פֿאַר PM סינטשראָנאָוס מאָטאָרס. דער פאַרגלייַך פּראָצעדור איז באזירט אויף פּשוט טערמאַל קאַנסידעריישאַנז. צוויי מאָטאָר טיפּאָלאָגיעס זענען אויסדערוויילט און קאַמפּערד אין טערמינען פון איבערגעגעבן ילעקטראָומאַגנעטיק טאָרק. דער פאַרגלייַך איז דעוועלאָפּעד פֿאַר פאַרשידענע מאָטאָר דימענשאַנז און די פלאָקן נומער השפּעה איז געשטעלט אין זאָגן. דער פּאַפּיר ריפּאָרץ די גאַנץ פאַרגלייַך פּראָצעדור און די פֿאַרבונדענע רעזולטאַטן אַנאַליסיס. די באקומען רעזולטאַטן ווייַזן אַז ווען די אַקסיאַל לענג איז זייער קורץ און די פלאָקן נומער איז הויך, אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָרס קענען זיין אַ אַטראַקטיוו אָלטערנאַטיוו צו קאַנווענשאַנאַל ריידיאַל פלאַקס סאַלושאַנז.
מעטהאָדס און אַפּאַראַט זענען צוגעשטעלט פֿאַר אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָרס. דער אַפּאַראַט קאַמפּרייזיז, אַ סטאַטאָר מיט קוילז אויף עס פֿאַר פּראַדוסינג אַ מאַגנעטיק פעלד, אַ ראָוטער ראָוטייטיד דורך די מאַגנעטיק פעלד, און אַ רעזולטאַט שטיל קאַפּאַלד צו די ראָוטער. דער ראָוטער כולל אַ מאַגנעטיק און ניט-מאַגנעטיק קאָמפּאָנענט. דער ניט-מאַגנעטיק קאָמפּאָנענט האט אַ נידעריקער געדיכטקייַט ווי די מאַגנעטיק קאָמפּאָנענט. איינער אָדער ביידע פון די ראָוטער קאַמפּאָונאַנץ האָבן אַפּערטשערז פֿאַר ווענאַליישאַן און וואָג רעדוקציע. פּערמאַנענט מאַגנאַץ זענען דיזייעראַבלי מאָונטעד אויף די מאַגנעטיק קאָמפּאָנענט פון די ראָוטער פייסינג די סטאַטאָר און פּאָרשאַנז פון די ראָוטער הינטער די שטענדיק מאַגנאַץ זענען כאַלאָוד אויס צו זיין טינער ווי פּאָרשאַנז פון די ראָוטער צווישן די שטענדיק מאַגנאַץ. דעם ראַדוסאַז ראָוטער וואָג אָן באטייטיק אַפעקטינג מאַגנעטיק אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָרס געדיכטקייַט אין די ראָוטער אָדער מאָטאָר טאָרק.
אַן אַקסיאַל פלאַקס עלעקטריק מאָטאָר וואָס קאַמפּרייזיז אַ ראָוטער און אַ ערשטער און צווייט סטאַטאָר. דער ערשטער און רגע סטאַטאָרס האָבן אַ ערשטער און רגע לופט ריס צווישן די ערשטער און רגע סטאַטאָרס און די ראָוטער ריספּעקטיוולי, און די רגע לופט ריס איז גרעסער ווי דער ערשטער ריס. אין איין עמבאַדימאַנט, די קוילז פון דער ערשטער סטאַטאָר און די קוילז פון די רגע סטאַטאָר זענען פּאַראַלעל. דער מאָטאָר אויך קאַמפּרייזיז סוויטשיז וואָס אָלטערנאַטלי ענערדזשייז די קוילז פון דער ערשטער סטאַטאָר און פון די רגע סטאַטאָר באזירט אויף פארלאנגט טאָרק און פארלאנגט גיכקייַט פון די מאָטאָר. אין אַ צווייט עמבאַדימאַנט, די קוילז פון דער ערשטער סטאַטאָר און די קוילז פון די רגע סטאַטאָר זענען אין סעריע און דער מאָטאָר קאַמפּרייזיז נאָך סוויטשאַז וואָס סאַלעקטיוולי בייפּאַס די קוילז פון די רגע סטאַטאָר צו רעדוצירן די צוריק EMF פון די מאָטאָר און פאַרגרעסערן די מאַקסימום. גיכקייַט פון די מאָטאָר ביי אַ געגעבן אַרייַנשרייַב וואָולטידזש.
מיר פאָרשטעלן דעדאַקייטאַד דיזיינז פון אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרמס פֿאַר דיסק-טיפּ אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָרס ראָד מאָטאָרס. די פיר-פאַסע דעדאַקייטאַד ראָד מאָטאָר איז דיזיינד און אינסטאַלירן גלייך ין די ראָד פון עלעקטריקאַל וועהיקלעס אָן מעטשאַניקאַל דיפעראַנסיז און רעדוקציע גירז. מיר האָבן דורכגעקאָכט אַ טאָרק-אָריענטיד אַפּטאַמאַזיישאַן צו באַקומען די אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרם אונטער פאַרשידן קאַנסטריינץ פֿאַר די פרייַ וויינדינג סטרוקטור. מיר געפונען אַז דער בעסטער אָפּטימאַל וואַוועפאָרם מיט מאַקסאַמייזד טאָרק און קאַנפיינד אָהמיק אָנווער איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די מאַגנעטיק פלאַקס ווערייישאַן אין די לופט ריס צווישן די סטאַטאָר און די ראָוטער און האט די זעלבע פאָרעם ווי די צוריק-ילעקטראָומאָטיוו קראַפט (EMF). דעם דערגייונג איז באשטעטיקט דורך ביידע טעאָרעטיש און נומעריקאַל אַנאַליזעס. ווי דערוואַרט, די קראַנט קאָנטראָל וואַוועפאָרם פון די צוריק-EMF יקסטראַקטיד דורך יקספּעראַמאַנץ רענדערז די בעסטער פאָרשטעלונג אין טערמינען פון מאַקסימום טאָרק און מאָטאָר עפעקטיווקייַט.
ווייַל אַקסיאַל פלאַקס ינדאַקשאַן מאָטאָרס (AFIMs) האָבן פילע אַדוואַנטידזשיז איבער ריידיאַל פלאַקס (קאַנווענשאַנאַל), זיי זענען ינקריסינגלי געניצט אין ינדאַסטריאַל אַפּלאַקיישאַנז. אַזוי, זייער פאָרשטעלונג פּראָגנאָז איז אַ וויכטיק אַרויסגעבן. אויף די אנדערע האַנט, פּאַראַמעטער אָפּשאַצונג איז אַן ינסעפּעראַבאַל טייל פון פאָרשטעלונג פאָרויסזאָגן. אין דעם פּאַפּיר, אַ נייַע אופֿן, באזירט אויף די אָפּזאָגן קראַנט פון סטאַטאָר ווינדינגז, איז דערלאנגט. אין די פארגעלייגט אופֿן, טעאָרעטיש און פּראַקטיש אָפּזאָגן קעראַנץ זענען קאַמפּערד צו רעכענען קאָואַפישאַנץ, צייט קאַנסטאַנץ און פּאַראַמעטערס. דערנאָך, קאַלקיאַלייטיד פּאַראַמעטערס זענען געניצט אין די דק מאָדעל פון די AFIM. צום סוף, 3-D ענדלעך עלעמענט אַנאַליסיס און יקספּערמענאַל טעסץ זענען געניצט צו באַשטעטיקן דעם פארגעלייגט אופֿן.
צוויי פּלאַן-און-אַנאַליז קאַסעס פון אַ שורה-אָנהייב אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט-מאַגנעט מאָטאָר: מיט האַרט ראָוטער און מיט קאָמפּאָסיטע ראָוטער. פֿאַר אַ ראָמאַן סטרוקטור פון די מאָטאָר, צוויי קאַנסענטריק ונילעוועל ספּייסט אויפשטיין רינגס זענען מוסיף צו די ינער און ויסווייניקסט ראַדיוס פון זייַן ראָוטערז צו געבן אַוטאָ-אָנהייב פיייקייט. די קאָמפּאָסיטע ראָוטער איז קאָוטאַד מיט אַ דין (0.05 מם) שיכטע פון קופּער. די גרונט יקווייזשאַנז פֿאַר די האַרט ראָוטער רינג זענען יקסטראַקטיד. דער מאַנגל פון סימעטריע פון די מאָטאָר האט 3 ד צייט-סטעפּינג ענדלעך עלעמענט אַנאַליסיס, געפירט דורך וועקטאָר פיעלד אָפּעראַ 14.0, וואָס עוואַלואַטעד די פּלאַן פּאַראַמעטערס און פּרעדיקטעד די טראַנזשאַנט פאָרשטעלונג פון די מאָטאָר. רעזולטאַטן פון די FEA ווייַזן די קאַמפּאַזאַט ראָוטער באטייטיק ימפּרוווינג ביידע סטאַרטינג טאָרק און סינגקראַנאַזיישאַן פיייקייט איבער האַרט ראָוטער.
די מאַגנעטיק פעלד פאַרשפּרייטונג פֿאַר אַ דריי-פאַסע, דיסק-טיפּ, שטענדיק-מאַגנעט, ברושלעסס דק מאָטאָר מיט קאָ-אַקסיאַל פלאַקס אין די סטאַטאָר. חשבונות זענען דורכגעקאָכט מיט די 3-D ענדלעך עלעמענט אופֿן (FEM). די ילעקטראָומאַגנעטיק טאָרק איז באשלאסן פון די מאַקסוועל דרוק טענסאָר. פֿאַר פאַרגלייַך, פאַרשידן דימענשאַנז פון שטענדיק מאַגנאַץ, פלאָקן שיכלעך און לופט ריס זענען אַנאַלייזד. עס איז געוויזן אַז די ריפּאַל-קאָגינג טאָרק קענען זיין יפעקטיוולי רידוסט דורך אַ צונעמען שטענדיק מאַגנעט ברייט און לופט-ריס לענג. די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן זענען אין גוט העסקעם מיט יקספּערמענאַל דאַטן באקומען פון די פּראָוטאַטייפּ מאָטאָר.
אַקסיאַל פלאַקס היסטערעסיס מאָטאָר (AFHM) איז זיך-סטאַרטינג סינטשראָנאָוס מאָטאָר וואָס ניצט די כיסטערעסיס קעראַקטעריסטיקס פון מאַגנעטיק מאַטעריאַלס. עס איז באַוווסט אַז די מאַגנעטיק קעראַקטעריסטיקס פון היסטערעסיס מאָטאָר קענען זיין לייכט אַפעקטאַד דורך די ווערייישאַן פון לופט ריס און סטרוקטור דימענשאַנז. לופט ריס לענג פיעסעס אַ וויכטיק ראָלע אין פלאַקס פאַרשפּרייטונג אין היסטערעסיס רינג און ינפלואַנסיז די רעזולטאַט טאָרק, וואָקזאַל קראַנט, עפעקטיווקייַט און אפילו אָפּטימאַל ווערט פון אנדערע סטראַקטשעראַל פּאַראַמעטערס פון AFHM. וועגן דעם אַרויסגעבן, אין דעם לערנען די ווירקונג פון לופט ריס ווערייישאַן אויף פאָרשטעלונג קעראַקטעריסטיקס פון אַ אַקסיאַל פלאַקס היסטערעסיס מאָטאָר און ווירקונג פון לופט ריס לענג אויף היסטערעסיס רינג גרעב און סטאַטאָר וויינדינג טורנס איז ינוועסטאַגייטאַד. דער ווירקונג פון לופט ריס לענג אויף עלעקטריקאַל קרייַז מאָדעל איז פּערוזד. צום סוף, סימיאַליישאַן פון AFHM אין סדר צו עקסטראַקט די רעזולטאַט וואַלועס פון מאָטאָר און סענסיטיוויטי אַנאַליסיס אויף לופט ריס ווערייישאַן איז דורכגעקאָכט מיט 3D-Finite Element Model. היסטערעסיס שלייף אין די פאָרעם פון אַ גענייגט יליפּס איז אנגענומען. דער לערנען קענען העלפֿן דיזיינערז אין פּלאַן צוגאַנג פון אַזאַ מאָטאָרס.
נידעריק-פּרייַז טאָפּל ראָוטער אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָר (DRAFM) מיט נידעריק-קאָסטן ווייך מאַגנעטיק קאַמפּאַזאַט (SMC) האַרץ און פערריטע שטענדיק מאַגנאַץ (PMs). די טאָפּאָלאָגי און אַפּערייטינג פּרינציפּ פון DRAFM און פּלאַן קאַנסידעריישאַנז פֿאַר בעסטער נוצן פון מאַגנעטיק מאַטעריאַלס זענען דערלאנגט. א 905 וו 4800 רפּם DRAFM איז דיזיינד פֿאַר ריפּלייסינג די הויך-קאָסטן NdFeB שטענדיק מאַגנעט סינטשראָנאָוס מאָטאָר (PMSM) אין אַ פרידזשידער קאַמפּרעסער. מיט די ענדלעך עלעמענט אופֿן, די ילעקטראָומאַגנעטיק פּאַראַמעטערס און פאָרשטעלונג פון די DRAFM אַפּערייטאַד אונטער די פעלד אָריענטיד קאָנטראָל סכעמע זענען קאַלקיאַלייטיד. דורך די אַנאַליסיס, עס איז געוויזן אַז די SMC און פערריטע PM מאַטעריאַלס קענען זיין גוט קאַנדאַדייץ פֿאַר נידעריק-פּרייַז עלעקטריק מאָטאָר אַפּלאַקיישאַנז.
אַקסיאַל פלאַקס ינטעריאָר PM (AFIPM) סינטשראָנאָוס מאָטאָרס, ווי קאַנדאַדייץ פֿאַר קליין עלעקטריק שטאָט קאַרס דרייווז, זענען דערלאנגט אין דעם אַרבעט. די יפעקץ פון מאָטאָר פּאַראַמעטערס אויף די מאָטאָר טאָרק פאָרשטעלונג זענען יגזאַמאַנד דורך די אַנאַליסיס פון די סטאַטאָר קראַנט טרייַעקטאָריעס אין די (יד-יק) פלאַך. די AFIPM מאָטאָר פּאַראַמעטערס זענען דיזיינד דורך דעם אַנאַליסיס צו מאַכן די מאָטאָר מאַכט פיייקייט צו גלייַכן די טאָרק רעקווירעמענץ, קאַנסידערינג די ינווערטער קראַנט און די דק וואָולטידזש לימאַץ. פלאַך. עס איז געוויזן אַז די געהעריק ברירה פון די מאָטאָר פּאַראַמעטערס איז אַ האַנדל אַוועק צווישן די פּאַראַמעטערס צו באַקומען די ידעאַל אַפּערייטינג כאַראַקטעריסטיש פֿאַר די אָפּטימום קאָנטראָל איבער אַ ברייט גיכקייַט קייט און די פּאַראַמעטערס צו באַקומען די הויך אַפּערייטינג טאָרק ביי נידעריק גיכקייַט. צום סוף, עטלעכע פּלאַן קאַנסידעריישאַנז און די סימיאַליישאַן רעזולטאַטן פֿאַר אַ 180 וו (דק ויטאָבוס וואָולטידזש), 10kW AFIPM סינטשראָנאָוס מאָטאָר פאָר פֿאַר עלעקטריק וועהיקלעס זענען דערלאנגט.
די טראַקשאַן פון אַן עלעקטריקאַל פאָרמיטל (EV). די מאַכט אַפּאַראַט איז אַ פּערמאַנענט מאַגנעט סינטשראָנאָוס מאָטאָר (PMSM) פּילאָטעד דורך די טראַפּעזאָידאַל קאָנטראָל, סטראַטעגיע. די מאָדעלס פון די עלעקטריקאַל פאָרמיטל, פון די מאָטאָר באזירט אויף ענדלעך עלעמענט לעגיטימאַציע און די פאָר, זענען ימפּלאַמענאַד אונטער Matlab / Simulink 7.1. די קאָנטראָל איז ינשורד דורך פיר פארמאכט לופּס, איינער פֿאַר גיכקייַט און דריי אנדערע פֿאַר קעראַנץ רעגולירן. די רעזולטאַטן פון די סימיאַליישאַן ווייַזן די יפעקטיוונאַס פון די טראַפּעזאָידאַל קאָנטראָל פֿאַר די עלעקטריק טראַקשאַן סיסטעמען.
אַ אַקסיאַל פלאַקס ינדאַקשאַן מאָטאָר מיט ביידע לאַמאַנייץ און ווייך מאַגנעטיק קאַמפּאַזאַט מאַטעריאַלס איז דיסקרייבד. דורך קאַמביינינג די צוויי מאַטעריאַלס, די אַקסיאַל פלאַקס ינדאַקשאַן מאָטאָר קריייץ אַ לימיטעד וואָלומעטריק פּלאַץ, אַרייַנגערעכנט אַ לימיטעד הייך, און גלאַט טאָרק רעזולטאַט, אַרייַנגערעכנט אַ לימיטעד ריפּאַל. די אַקסיאַל פלאַקס ינדאַקשאַן מאָטאָר אויך כּולל ראָוטערז באַרס וואָס זענען סקיוד. די סקיוד באַרס גלאַט די טאָרק פּולסאַטיאָנס פון די ינדאַקשאַן מאָטאָר, ענכאַנסינג אַן עפעקטיוו אָפּעראַציע פון די מאָטאָר.
די אַנטוויקלונג פון אַ "וואָג-מאַכט האַנדל-אַוועק" אָנווענדלעך צו הויך-פאָרשטעלונג, מאַכט לימיטעד וועהיקלעס. די טעאָריע איז דעמאָלט געווענדט צו די עלעקטריק פאָרמיטל פאַל צו באַרעכטיקן די יאָג פון אַ "אין די ראָד" מאָטאָר פּלאַן. די מעשונעדיק בענעפיץ פון אַקסיאַל פלאַקס דזשיאַמאַטרי זענען דיסקאַסט מיט רעפֿערענץ צו די באַזונדער רעקווירעמענץ פון עלעקטריק מאָטאָרס פֿאַר וויכיקולאַר אַפּלאַקיישאַנז. די יקערדיק פּלאַן פּראָצעס, קאַנסטראַקשאַן און פּראָבע רעזולטאַטן פֿאַר אַ מאָטאָר פיטאַד אין אַ 26 אינטש ראָד צו פאָר אַ 260 קג אַלע-וואָג פאָרמיטל זענען דערלאנגט. ביי אַ רעזולטאַט מאַכט פון 1 קוו, די אַטיינינג פאָרמיטל גיכקייַט איז 72 קילאמעטער / ה, קאָראַספּאַנדינג צו אַ מאָטאָר / ראָד גיכקייַט פון 578 ר / מין און טאָרק פון 16.5 נם, מיט אַ עסטימאַטעד מאָטאָר עפעקטיווקייַט פון 94%.
מיר האָבן געווענדט מולטיאָבדזשעקטיוו אָפּטימאַל פּלאַן צו אַ ברושלעסס דק ראָד מאָטאָר. די ריזאַלטינג אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט מאַגנעט מאָטאָר האט אַ הויך טאָרק-צו-וואָג פאַרהעלטעניש און מאָטאָר עפעקטיווקייַט און איז פּאַסיק פֿאַר דירעקט-געטריבן ראָד אַפּלאַקיישאַנז. ווייַל די דיסק-טיפּ ראָד מאָטאָר איז געבויט אין די כאַב פון די ראָד, קיין טראַנסמיסיע גירז אָדער מעטשאַניקאַל דיפעראַנסיז זענען נייטיק און דער קוילעלדיק עפעקטיווקייַט איז געוואקסן און וואָג איז רידוסט. די דעדאַקייטאַד מאָטאָר איז געווען מאָדעלעד אין מאַגנעטיק סערקאַץ און דיזיינד צו טרעפן די ספּעסאַפאַקיישאַנז פון אַ אַפּטאַמאַזיישאַן סכעמע, אונטערטעניק צו קאַנסטריינץ אַזאַ ווי לימיטעד פּלאַץ, קראַנט געדיכטקייַט, פלאַקס זעטיקונג און דרייווינג וואָולטידזש. אין דעם פּאַפּיר, צוויי פאַרשידענע מאָטאָר קאַנפיגיעריישאַנז פון דריי און פיר פאַסעס זענען ילאַסטרייטיד. ענדלעך עלעמענט אַנאַליזעס זענען דורכגעקאָכט צו באַקומען די ילעקטראָומאַגנעטיק, טערמאַל און מאָדאַל קעראַקטעריסטיקס פון די מאָטאָר פֿאַר מאַדאַפאַקיישאַן און וועראַפאַקיישאַן פון די פּרילימאַנערי פּלאַן. די צוריק-ילעקטראָומאָטיוו פאָרסעס פון פּראָוטאַטייפּס זענען יגזאַמאַנד פֿאַר קאָנטראָל סטראַטעגיעס פון קראַנט דרייווינג וואַוועפאָרמס.
אָריגינעל פֿעיִקייטן אַזאַ ווי קאַמפּאַקטנאַס און לייטנאַס מאַכן סלאָטלעסס אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט מאַגנעט מאשינען (AFPMs) פּאַסיק פֿאַר אַפּלאַקיישאַן אין גרויס מאַכט מאָטאָר דרייווז דעדאַקייטאַד צו די דירעקט פאָר פון שיף פּראַפּעלערז. דער פּאַפּיר דיסקאַסט די קעראַקטעריסטיקס פון AFPMs דיזיינד פֿאַר אַפּלאַקיישאַן אין מאַרינע פּראַפּאַלשאַן, און מאַשין פּערפאָרמאַנסיז אַזאַ ווי עפעקטיווקייַט, וואָג און טאָרק געדיכטקייַט זענען עוואַלואַטעד פֿאַר אַ פאַרגלייַך מיט די פון קאַנווענשאַנאַל סינטשראָנאָוס מאשינען. א ניי-קאַנסיווד מאַדזשאַלער אָרדענונג פון די מאַשין סטאַטאָר וויינדינג איז פארגעלייגט און יקספּערמענאַל רעזולטאַטן גענומען פון אַ קליין-גרייס מאַשין פּראָוטאַטייפּ זענען לעסאָף געוויזן.
אין עלעקטריק פאָרמיטל (EV) מאָטאָר דרייווז, די נוצן פון אַ נידעריק-גיכקייַט מאָטאָר קאַפּאַלד גלייַך צו די ראָד אַקס אַלאַוז אַ רעדוקציע פון די פאָרמיטל וואָג און אַ פֿאַרבעסערונג אין די פאָר עפעקטיווקייַט. סלאָלעסס אַקסיאַל-פלוקס PM מאָטאָרס זענען דער הויפּט פּאַסיק פֿאַר אַזאַ אַ אַפּלאַקיישאַן, ווייַל זיי קענען זיין דיזיינד פֿאַר הויך טאָרק-צו-וואָג פאַרהעלטעניש און עפעקטיווקייַט. דער פּאַפּיר דילז מיט אַ פּראָוטאַטייפּ פון אַ 16 פּויליש אַקסיאַל-פלוקס PM מאָטאָר וואָס איז געניצט אין די פּראַפּאַלשאַן פאָר פון אַן עלעקטריקאַל סקוטער. דער מאָטאָר פּראָוטאַטייפּ האט אַ שפּיץ טאָרק פון 45 נם, 6.8 קג וואָג פון אַקטיוו מאַטעריאַלס און איז קאַפּאַלד גלייַך צו די סקוטער דערציען ראָד. דער פּאַפּיר דיסקאַסט די פּלאַן און קאַנסטראַקשאַן פון די מאָטאָר פּראָוטאַטייפּ, און ריפּאָרץ יקספּערמענאַל רעזולטאַטן פון לאַבאָראַטאָריע טעסץ. צום סוף, דעטאַילס וועגן די אָרדענונג פון די סקוטער מאָטאָר פאָר זענען געגעבן.
אַנטוויקלונג פון אַלע-עלעקטריקאַל ערקראַפט וואָלט געבן מער עפעקטיוו, קווייאַטער און ינווייראַנמענאַלי פרייַנדלעך וועהיקלעס און וואָלט ביישטייערן צו די גלאבאלע רעדוקציע פון אָראַנזשעריי גאַז ימישאַנז. אָבער, קאַנווענשאַנאַל עלעקטריק מאָטאָרס טאָן ניט דערגרייכן אַ מאַכט געדיכטקייַט הויך גענוג צו זיין קאַנסידערד אין אַערבאָרן אַפּלאַקיישאַנז. פאַרנעם הויך-טעמפּעראַטור סופּערקאַנדאַקטינג (HTS) מאַטעריאַלס, אַזאַ ווי YBCO פּעלאַץ, האָבן די קאַפּאַציטעט פון טראַפּינג מאַגנעטיק פלאַקס אַזוי ביכייווז ווי שטענדיק מאַגנאַץ. עקספּערימענטאַל דאַטן ווייַזן אַז איין פעלד YBCO פּעלאַץ קען טראַפּ אַרויף צו 17 ט ביי 29 ק, וואָס ינייבאַלז די פּלאַן פון מאָטאָרס מיט זייער הויך מאַכט געדיכטקייַט וואָס קען זיין געוויינט אין ערקראַפט פּראַפּאַלשאַן. מיר דיזיינד אַ סופּערקאַנדאַקטינג מאָטאָר באזירט אויף אַ אַקסיאַל פלאַקס קאַנפיגיעריישאַן און קאַמפּאָוזד פון זעקס YBCO פּלאַטעס מאַגנאַטייזד דורך אַ סופּערקאַנדאַקטינג שפּול ווונד אויף די אַרויס פון די מאָטאָר. די זעקס-פלאָקן האָמאָפּאָלאַר מאַשין ניצט אַ קאַנווענשאַנאַל לופט-ריס רעסיסטיווע אַרמאַטורע. אַקסיאַל-פלוקס קאַנפיגיעריישאַן אַלאַוז עטלעכע ראָוטערז און סטאַטאָרס צו זיין סטאַקט צוזאַמען און דעריבער ינייבאַלז די נוצן פון איין אָדער עטלעכע קאַנווענשאַנאַל שטענדיק מאַגנעט.
קאַנסטראַקשאַן פון צוויי צווילינג פּראָוטאַטייפּס פון אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט-מאַגנעט מאָטאָר דרייווז צוזאַמען דעוועלאָפּעד דורך SIMINOR Asceneurs און די אוניווערסיטעט פון רוים פֿאַר אַפּלאַקיישאַן אין דירעקט-פאָר ליפט סיסטעמען אָן אַ מאַשין פּלאַץ. יעדער פּראָוטאַטייפּ פון פּולי-דירעקט-פאָר מאָטאָר איז רייטאַד 5 קוו, 95 רעוו / מין, און האט אַ שטיל הייך פון 380 מם און אַ קוילעלדיק אַקסיאַל גרעב פון וועגן 80 מם. מאַשין פּלאַן באזירט אויף ומגעוויינטלעך ספּעסאַפאַקיישאַנז און אָריגינעל מאַנופאַקטורינג סאַלושאַנז אנגענומען פֿאַר די פארגעלייגט דירעקט-פאָר ליפט אָרדענונג זענען דיסקאַסט איבער די פּאַפּיר, אַרייַנגערעכנט די לידינג דימענשאַנז און קעראַקטעריסטיקס פון די פּראָוטאַטייפּ מאָטאָרס. צום סוף, יקספּערמענאַל רעזולטאַטן גענומען פון די מאַשין פּראָוטאַטייפּס זענען געמאלדן.
א מאַכט אַפּאַראַט פֿאַרזאַמלונג וואָס האט אַ פּאָר פון מירערד אַקסיאַל פלאַקס עלעקטריק מאָטאָרס מיט אַ פּראָסט אַקס פון ראָוטיישאַן, יעדער אַקסיאַל פלאַקס מאָטאָר כולל אַ ראָוטער דיספּאָוזד אויף אַ ראָוטער שטיל און לפּחות איין סטאַטאָר דיספּאָוזד אין אַ אָפּעראַטיווע שייכות צו די ראָוטער. א פּראָסט סוף טעלער איז דיספּאָוזד צווישן יעדער פון די פּאָר פון אַקסיאַל פלאַקס עלעקטריק מאָטאָרס צו צושטעלן אַ פּראָסט מאַונטינג סטרוקטור, בשעת אַ רעזולטאַט כאַב איז אַפּעריישאַנאַל קאַפּאַלד צו יעדער ראָוטער שטיל פון די פּאָר פון מירערד אַקסיאַל פלאַקס עלעקטריק מאָטאָרס. יעדער פון די פּאָר פון מירערד אַקסיאַל פלאַקס עלעקטריק מאָטאָרס איז אַפּעריישאַנאַל קאַנפיגיערד צו צושטעלן פרייַ גיכקייַט און טאָרק צו יעדער פֿאַרבונדן רעזולטאַט כאַב.
אָריגינעל פֿעיִקייטן אַזאַ ווי קאַמפּאַקטנאַס און לייטנאַס מאַכן סלאָטלעסס אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט מאַגנעט מאשינען (AFPMs) פּאַסיק פֿאַר אַפּלאַקיישאַן אין גרויס מאַכט מאָטאָר דרייווז דעדאַקייטאַד צו די דירעקט פאָר פון שיף פּראַפּעלערז. דער צייטונג דיסקאַסט די קעראַקטעריסטיקס פון AFPMs דיזיינד פֿאַר מאַרינע פּראַפּאַלשאַן אַפּלאַקיישאַן. א ניי-קאַנסיווד מאַדזשאַלער אָרדענונג פון די מאַשין סטאַטאָר וויינדינג איז פארגעלייגט און יקספּערמענאַל רעזולטאַטן גענומען פון אַ קליין-גרייס מאַשין פּראָוטאַטייפּ זענען לעסאָף געגעבן.
אַנאַליסיס און עקספּערימענט פון אַ אַקסיאַל פלאַקס פּערמאַנאַנט מאַגנעט (AFPM) ברושלעסס דירעקט קראַנט (BLDC) מאָטאָר מיט מינאַמייזד קאָגינג טאָרק. לעצטנס, פילע אָפּטימאַל דיזיינז פֿאַר די AFPM מאָטאָר זענען דורכגעקאָכט דורך ענדלעך עלעמענט (FE) אַנאַליסיס, אָבער אַזאַ אַנאַליסיס איז בכלל צייט-קאַנסומינג. אין דעם לערנען, די יקווייזשאַן פון מאַגנעטיק פלאַקס שורות צווישן פּמס און קאָרעס איז מאַטאַמאַטיקאַל קאַנסידערד און די מינימום קאָגינג טאָרק איז קאַלקיאַלייטיד טהעאָרעטיקאַללי און דזשיאַמעטריקלי אָן FE אַנאַליסיס. די פאָרעם פון יקווייזשאַן איז אנגענומען צו זיין אַ צווייטן-סדר פּאָלינאָמיאַל אין דעם פּאַפּיר. די סקיואַנג ווינקל וואָס מאכט די קאָגינג טאָרק מינאַמייזד איז טהעאָרעטיקאַללי קאַלקיאַלייטיד, און די ווערט פון מינימום קאָגינג טאָרק איז באשטעטיקט דורך FE אַנאַליזעס און יקספּעראַמאַנץ. אין די טעאָרעטיש אַנאַליסיס, די מאַקסימום קאָגינג טאָרק פון אַ פארגעלייגט AFPM מאָטאָר האט דער קלענסטער ווערט בעערעך אין אַ סקיוז ווינקל פון 4 און די ווערט איז וועגן די זעלבע ווי די פון FE אַנאַליסיס און יקספּעראַמאַנץ. קאַמפּערד מיט די ניט-סקיוד מאָטאָר, די קאָגינג טאָרק פון די סקיוד מאָטאָר קענען זיין דיקריסט.
א מאַלטי-אָביעקטיוו אָפּטימאַל פּלאַן פון אַ ברושלעסס דק דיסק-טיפּ אַקסיאַל-פלוקס ראָד מאָטאָר און זייַן אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרמס זענען דערלאנגט אין דעם פּאַפּיר. דער דעדאַקייטאַד מאָטאָר איז מאָדעלעד אין מאַגנעטיק סערקאַץ און דיזיינד צו טרעפן די ספּעסאַפאַקיישאַנז פון אַ אַפּטאַמאַזיישאַן סכעמע, אונטערטעניק צו קאַנסטריינץ, אַזאַ ווי לימיטעד פּלאַץ, קראַנט געדיכטקייַט, פלאַקס זעטיקונג און דרייווינג וואָולטידזש. די טאָרק-אָריענטיד אַפּטאַמאַזיישאַן איז דערנאָך דורכגעקאָכט צו באַקומען די אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרם אונטער פאַרשידן קאַנסטריינץ פֿאַר די פרייַ וויינדינג סטרוקטור. דער בעסטער אָפּטימאַל וואַוועפאָרם מיט מאַקסאַמייזד טאָרק און קאַנפיינד אָהמיק אָנווער איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די מאַגנעטיק פלאַקס ווערייישאַן אין די לופט-ריס צווישן די סטאַטאָר און די ראָוטער, וואָס איז וועראַפייד די זעלבע פאָרעם.
עס זענען פאַרשידן טעקניקס פֿאַר רידוסינג די קאָגינג טאָרק פון קאַנווענשאַנאַל ריידיאַל פלאַקס PM מאשינען. כאָטש עטלעכע פון די טעקניקס קענען זיין געווענדט צו אַקסיאַל פלאַקס מאשינען, מאַנופאַקטורינג קאָס איז ספּעציעל הויך רעכט צו דער יינציק קאַנסטראַקשאַן פון די אַקסיאַל פלאַקס מאַשין סטאַטאָר. דעריבער, נייַ נידעריק פּרייַז טעקניקס זענען דיזייראַבאַל פֿאַר נוצן מיט אַקסיאַל פלאַקס PM מאשינען. דער פּאַפּיר ינטראַדוסיז אַ נייַע קאָגינג טאָרק מינימיזאַטיאָן טעכניק פֿאַר אַקסיאַל פלאַקס קייפל ראָוטער ייבערפלאַך מאַגנעט PM מאָטאָרס. ערשטער, די גרונט פּרינסאַפּאַלז פון די נייַע טעכניק זענען יקספּלאָרד אין דעם פּאַפּיר. א 3-kW, 8-פלאָקן אַקסיאַל פלאַקס ייבערפלאַך-מאַגנעט דיסק טיפּ מאַשין מיט טאָפּל-ראָוטער-איין-סטאַטאָר איז דאַן דיזיינד און אָפּטימיזעד אין סדר צו צולייגן די פארגעלייגט נייַע אופֿן. אָפּטימיזאַטיאָן פון די שכייניש מאַגנעט פלאָקן קרייַזבויגן וואָס ריזאַלטיד אין אַ מינימום קאָגינג טאָרק און אַסעסמאַנט פון די ווירקונג אויף די מאַקסימום פאַראַנען טאָרק מיט 3 ד ענדלעך עלעמענט אַנאַליסיס (FEA) איז ינוועסטאַגייטאַד. די מינאַמייזד קאָגינג טאָרק איז קאַמפּערד מיט עטלעכע יגזיסטינג פאַקטיש מאַשין דאַטן און עטלעכע וויכטיק קאַנקלוזשאַנז זענען ציען.
מינאַמייזינג קאָגינג טאָרק אין דיזיינינג אַקסיאַל-פלוקס פּערמאַנאַנט מאַגנעט (AFPM) מאָטאָרס איז איינער פון די הויפּט ישוז וואָס מוזן זיין קאַנסידערד בעשאַס די פּלאַן פּראָצעס. דער פּאַפּיר גיט עטלעכע קאָס-עפעקטיוו מאַגנעט-סקיוינג טעקניקס צו מינאַמייז קאָגינג טאָרק קאַמפּאָונאַנץ אין טאָפּל-ראָוטער AFPM מאָטאָרס. ראָוטער-זייַט קאָגינג טאָרק מינימיזאַטיאָן מעטהאָדס זענען יגזאַמאַנד אין דעטאַל מיט הויפּט פאָקוס אויף מאַגנעט-סקיוינג צוגאַנג, און עטלעכע קאָס-עפעקטיוו אָלטערנאַטיוו סקיווינג טעקניקס זענען פארגעלייגט. א דיטיילד פאַרגלייַך פון מאַגנעט-סקיוינג אַפּראָוטשיז איז צוגעשטעלט. א פּראָוטאַטייפּ AFPM מאָטאָר מיט פאַרשידענע ראָוטער סטראַקטשערז איז געבויט באזירט אויף די אַנאַליזעס. אַנאַליזעס זענען דאַן וואַלאַדייטאַד מיט יקספּערמענאַל רעזולטאַטן, און די השפּעה פון קאָגינג טאָרק קאָמפּאָנענט אויף טאָרק קוואַליטעט פון AFPM מאָטאָרס איז יקספּלאָרד. די רעזולטאַטן באַשטעטיקן אַז די פּראָפּאָסעד מאַגנעט-סקיוינג אַפּראָוטשיז קענען באטייטיק רעדוצירן די קאָגינג קאָמפּאָנענט ווי קעגן צו דערמאָנען AFPM מאָטאָר מיט אַנסקעוועד מאַגנאַץ און העלפֿן צו פֿאַרבעסערן די טאָרק קוואַליטעט פון די דיסק מאָטאָרס.
פאַרשידענע מעאַסורעמענט און לעגיטימאַציע אַפּראָוטשיז געווענדט צו אַ ניט-קאַנווענשאַנאַל פּערמאַנאַנט מאַגנעט (PM) סינטשראָנאָוס מאַשין, ניימלי, די ראָמאַן אַקסיאַל פלאַקס ינלענדיש PM (AFIPM) סינטשראָנאָוס מאָטאָר. די נאַנקאַנווענשאַנאַל דזשיאַמאַטרי פון די AFIPM מאָטאָר ריקווייערז אַ דעדאַקייטאַד דיסקוסיע וועגן די פּאַראַמעטער לעגיטימאַציע טעמע. אין דעם פּאַפּיר, די סטאַנדסטיל אָפטקייַט-ענטפער טעסט און די סטאַנדסטיל צייט-ענטפער טעסט אויף די AFIPM פּראָוטאַטייפּ זענען דערלאנגט. אויף דער באזע פון די טעסץ, די ד- און ק-אַקס קרייַז פּאַראַמעטערס זענען אויסדערוויילט. צו באַשטעטיקן די גילטיקייַט פון די סטאַנדסטיל טעסץ, די מאַסע טעסץ זענען אויך דורכגעקאָכט. דערצו, די מאַסע טעסץ צושטעלן עטלעכע פּרילימאַנערי AFIPM מאַשין פאָרשטעלונג רעזולטאַטן און נאָך אינפֿאָרמאַציע וועגן זעטיקונג דערשיינונגען. די ד- און ק-אַקס עקוויוואַלענט סערקאַץ פּאַראַמעטערס באקומען דורך די דורכגעקאָכט מעזשערמאַנץ זענען אַנאַלייזד און קאַמפּערד. צום סוף, די מערסט צונעמען AFIPM מאַשין מאָדעל איז אויסגעקליבן.
א ראָמאַן אַקסיאַל פלאַקס ינלענדיש PM (AFIPM) סינטשראָנאָוס מאָטאָר פֿאַר ראָד מאָטאָר אַפּלאַקיישאַנז איז דערלאנגט. רעכט צו דער נייַע אַניסאָטראָפּיק ראָוטער סטרוקטור, די AFIPM מאָטאָר קענען צושטעלן קעסיידערדיק מאַכט מיט פלאַקס וויקאַנינג אָפּעראַציע. די ראָוטער קאַנסטראַקשאַן איז פיזאַבאַל בלויז ניצן פּאַודערד ווייך מאַגנעטיק מאַטעריאַלס. די פארגעלייגט פּלאַן פּראָצעדור ניצט די ענדלעך עלעמענט אופֿן (FEM) אין אַדישאַן צו די קלאַסיש עלעקטריק מאָטאָר פּלאַן כּללים. גאַנץ פּלאַן דאַטן פון די פּראָוטאַטייפּ אונטער לערנען זענען דערלאנגט און די מאַנופאַקטורינג בינע פון די פּראָוטאַטייפּ איז אויך דיסקרייבד. די קאַמפּיוטאַד וואַלועס פון די מאַשין פּאַראַמעטערס זענען קאַמפּערד מיט די וואַלועס באשלאסן אויף דער באזע פון יקספּערמענאַל מעזשערמאַנץ. צום סוף, די פּראָוטאַטייפּ מאָטאָר קעראַקטעריסטיקס זענען באשלאסן און דערלאנגט.
ווי ערקראַפט טעכנאָלאָגיע איז מאָווינג צו מער עלעקטריש אַרקאַטעקטשער, די נוצן פון עלעקטריק מאָטאָרס אין ערקראַפט איז ינקריסינג. אַקסיאַל פלאַקס BLDC מאָטאָרס (ברושלעסס דק מאָטאָרס) ווערן פאָלקס אין אַעראָ אַפּלאַקיישאַן ווייַל פון זייער פיייקייט צו טרעפן די פאָדערונג פון ליכט וואָג, הויך מאַכט געדיכטקייַט, הויך עפעקטיווקייַט און הויך רילייאַבילאַטי. אַקסיאַל פלאַקס BLDC מאָטאָרס, אין אַלגעמיין, און יראָנלעסס אַקסיאַל פלאַקס BLDC מאָטאָרס, אין באַזונדער, קומען מיט זייער נידעריק ינדאַקטאַנס רעכט צו דעם, זיי דאַרפֿן ספּעציעל זאָרג צו באַגרענעצן די גרייס פון ריפּאַל קראַנט אין מאָטאָר וויינדינג. אין רובֿ פון די נייַע מער עלעקטריק ערקראַפט אַפּלאַקיישאַנז, די BLDC מאָטאָר דאַרף זיין געטריבן פֿון 300 אָדער 600 Vdc ויטאָבוס. אין אַזאַ קאַסעס, ספּעציעל פֿאַר אָפּעראַציע פֿון 600 Vdc ויטאָבוס, ינסאַלייטיד-טויער בייפּאָולער טראַנזיסטאָר (IGBT)-באזירט ינווערטערס זענען געניצט פֿאַר BLDC מאָטאָר פאָר. IGBT-באזירט ינווערטערס האָבן אַ באַגרענעצונג צו פאַרגרעסערן די סוויטשינג אָפטקייַט, און דעריבער זיי זענען נישט זייער פּאַסיק פֿאַר דרייווינג BLDC מאָטאָרס מיט נידעריק וויינדינג ינדאַקטאַנס. אין דעם לערנען, אַ דריי-מדרגה נייטראַל פונט קלאַמפּט (NPC) ינווערטער איז פארגעלייגט צו פאָר אַקסיאַל פלאַקס בלדק מאָטאָרס.
גרייס רעדוקציע איז געווארן איינער פון די מערסט וויכטיק אַספּעקץ פון מאָטאָר פּלאַן. דער פּאַפּיר גיט אַ מיניאַטורע אַקסיאַל-פלוקס שפּינדל מאָטאָר מיט אַ רהאָמבאָידאַל געדרוקט קרייַז ברעט (פּקב) וויינדינג. דער פּלאַן פון זייַן מעטשאַניקאַל סטרוקטור יימז צו עלימינירן קיין ומנייטיק פּלאַץ. איידער פּראָוטאַטייפּ, די מאָטאָר דזשיאַמאַטרי איז קאַלקיאַלייטיד מיט אַן אַפּפּראָקסימאַטע אַנאַליסיס מאָדעל, וואָס העלפּס צו פאַרגיכערן די פּלאַן פּראָצעס. די פלעקסאַבאַל פּקב וויינדינג רעפּראַזענץ אַן אַלטראַטהין ילעקטראָומאַגנעטיק יקסייטינג מקור ווו קוילז זענען ווונד אין אַ רהאָמבאָידאַל פאָרעם אין סדר צו רעדוצירן די סוף-וויינדינג לענג און מינאַמייז די קופּער אָנווער. דער פּלאַן פּראָצעס אויך ינקאָרפּערייץ ענדלעך עלעמענט אַנאַליסיס פֿאַר ווייַטער פאָרשטעלונג אפשאצונג און ראַפינירטקייַט. די פארגעלייגט מאָטאָר איז פּראָוטאַטייפּ, און אַ ויסגעצייכנט העסקעם איז געפֿונען צווישן סימיאַליישאַן און מעזשערמאַנט.
אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרמס פֿאַר דיסק-טיפּ אַקסיאַל-פלוקס ראָד מאָטאָרס. די פיר-פאַסע דעדאַקייטאַד ראָד מאָטאָר איז דיזיינד און אינסטאַלירן גלייך ין די ראָד פון עלעקטריקאַל וועהיקלעס אָן מעטשאַניקאַל דיפעראַנסיז און רעדוקציע גירז. מיר האָבן דורכגעקאָכט אַ טאָרק-אָריענטיד אַפּטאַמאַזיישאַן צו באַקומען די אָפּטימאַל קראַנט וואַוועפאָרם אונטער פאַרשידן קאַנסטריינץ פֿאַר די פרייַ וויינדינג סטרוקטור. מיר געפונען אַז דער בעסטער אָפּטימאַל וואַוועפאָרם מיט מאַקסאַמייזד טאָרק און קאַנפיינד אָהמיק אָנווער איז פּראַפּאָרשאַנאַל צו די מאַגנעטיק פלאַקס ווערייישאַן אין די לופט ריס צווישן די סטאַטאָר און די ראָוטער און האט די זעלבע פאָרעם ווי די צוריק-ילעקטראָומאָטיוו קראַפט (EMF). דעם דערגייונג איז באשטעטיקט דורך ביידע טעאָרעטיש און נומעריקאַל אַנאַליזעס. ווי דערוואַרט, די קראַנט קאָנטראָל וואַוועפאָרם פון די צוריק-EMF יקסטראַקטיד דורך יקספּעראַמאַנץ רענדערז די בעסטער פאָרשטעלונג אין טערמינען פון מאַקסימום טאָרק און מאָטאָר עפעקטיווקייַט.
