Għaliex il-Muturi Axial Flux Jeħtieġu Kalamiti differenti
Muturi tal-fluss axjali - imsejħa wkoll muturi pancake jew muturi tad-diska - jorjentaw il-fluss manjetiku tagħhom b'mod parallel mal-assi tar-rotazzjoni aktar milli radjali 'l barra minnu. L-ispazju ta 'l-arja huwa diska ċatta aktar milli annulus ċilindriku. Din il-ġeometrija tipproduċi densità ta 'torque ogħla għal kull volum ta' unità minn disinji ta 'fluss radjali, u huwa għalhekk li l-muturi tal-fluss axjali qed jidhru f'traction drives EV, ġeneraturi tar-riħ, magni tal-ħasil b'sewqan dirett, u dejjem aktar fir-robotika fejn mutur qasir u ċatt joqgħod aħjar minn wieħed ċilindriku twil.
Id-differenza fil-ġeometrija taċ-ċirkwit manjetiku mhix biss bidla fil-forma - tibdel liema ġeometrija tal-kalamita hija meħtieġa, kif id-direzzjoni tal-manjetizzazzjoni hija speċifikata, u liema modi ta 'falliment huma esposti għalihom il-kalamiti. L-inġiniera li jispeċifikaw kalamiti mill-esperjenza tal-mutur tal-fluss radjali u japplikaw l-istess loġika għad-disinji tal-fluss assjali tipikament jiltaqgħu ma 'problemi fl-ewwel prototip: kalamiti li huma ġeometrikament korretti iżda magnetizzati fid-direzzjoni ħażina, jew disinji fejn il-fattur tal-konċentrazzjoni tal-fluss ma kienx ikkunsidrat u l-kalamiti jissaturaw il-ħadid tal-istator b'tagħbija parzjali.
1. Il-Problema tal-Ġeometrija tal-Kalamita tas-Settur
F'mutur ta 'fluss radjali, il-kalamiti huma segmenti ta' l-ark - madum mgħawweġ li jkebbeb madwar il-wiċċ tar-rotor ċilindriku. Il-wisa 'tal-kalamita, l-angolu ta' l-ark u l-ħxuna radjali huma d-dimensjonijiet ewlenin, u jiskalaw b'mod sempliċi b'għadd ta 'arbli u dijametru tar-rotor.
F'mutur tal-fluss assjali, il-kalamiti huma f'forma ta 'settur - madum pie-slice li jkopri porzjon tal-wiċċ tad-diska tar-rotor ċatt. L-angolu tas-settur huwa ugwali għal 360 grad diviż bin-numru ta 'arbli (għal disinn ta' kopertura sħiħa). Mutur b'16-il arblu juża 16-il kalamita tas-settur, kull wieħed ikopri 22.5 grad. Il-kumplikazzjoni ġeometrika kritika hija li l-wisa 'tal-kalamita tvarja mir-raġġ ta' ġewwa għar-raġġ ta 'barra: it-tarf ta' ġewwa ta 'kull settur huwa idjaq mit-tarf ta' barra. Dan huwa l-oppost ta 'cross-section kostanti, u joħloq żewġ problemi.
L-ewwel, id-densità tal-fluss fil-vojt ta 'l-arja mhix uniformi madwar ir-raġġ tal-kalamita. Il-porzjon ta 'barra tal-kalamita jipproduċi aktar fluss għal kull unità ta' żona mill-porzjon ta 'ġewwa fl-istess livell ta' manjetizzazzjoni, minħabba li l-ark ta 'barra huwa itwal u jissottometti żona akbar. F'mutur tal-fluss assjali ddisinjat tajjeb, din in-nuqqas ta 'uniformità hija ġestita permezz tal-pitch tal-istralċ tal-istator u l-ġeometrija tal-islott - iżda l-fornitur tal-kalamita jeħtieġ li jkun jaf il-proporzjon tar-raġġ ta' ġewwa għal barra u l-frazzjoni tal-ark tal-arblu biex jikkwota l-ġeometrija korretta.
It-tieni, il-qtugħ tal-forom tas-settur minn blokk NdFeB sinterizzat jipproduċi skart materjali sinifikanti meta mqabbel ma 'segmenti tal-ark. Blokk ta 'NdFeB li jagħti tnax-il segment ta' ark ta '30 grad għal mutur radjali se jagħti inqas setturi li jistgħu jintużaw għal mutur assjali tal-istess dijametru tar-rotor, minħabba li l-kantunieri tas-settur u l-varjazzjoni fil-wisa' jnaqqsu r-rendiment. Jistennew 20-35% ispiża tal-materjal ogħla għal kull mutur għal kalamiti tas-settur tal-fluss axjali meta mqabbla ma 'kalamiti tal-ark tal-fluss radjali ekwivalenti fl-istess grad u kisi.
2. Direzzjoni tal-Majetizzazzjoni: Assjali, Mhux Radjali
Dan huwa l-iżball uniku ta 'speċifikazzjoni l-aktar komuni għall-inġiniera li jgħaddu minn disinji ta' fluss radjali għal axjali. F'mutur tal-fluss radjali, il-kalamiti huma magnetizzati b'mod radjali - il-poli tat-tramuntana u tan-nofsinhar huma fuq l-uċuħ mgħawġa ta 'ġewwa u ta' barra. F'mutur tal-fluss axjali, il-kalamiti huma magnetizzati axialment - il-poli tat-tramuntana u tan-nofsinhar huma fuq l-uċuħ ċatti ta 'fuq u ta' isfel, orjentati b'mod parallel max-xaft tal-mutur.
L-ispeċifikazzjoni tal-manjetizzazzjoni radjali fuq kalamita tas-settur tal-fluss assjali tipproduċi kalamita li hija ġeometrikament korretta iżda manjetikament inutli fl-applikazzjoni - il-fluss joħroġ mit-truf mgħawweġ aktar milli mill-uċuħ ċatti fejn hemm il-vojt tal-arja. Dan l-iżball mhux dejjem jinqabad fl-ispezzjoni li tidħol minħabba li d-dimensjonijiet tal-kalamita huma korretti; jidher bħala back-EMF kważi żero meta l-mutur jitħaddem għall-ewwel darba.
Għal muturi ta 'fluss axjali b'konfigurazzjonijiet ta' rotor ta 'array Halbach - dejjem aktar komuni f'disinji ta' effiċjenza għolja - id-direzzjoni tal-manjetizzazzjoni ddur madwar id-diska tar-rotor f'żidiet ta '45 grad jew 90 grad. L-ispeċifikazzjoni għandha tinkludi l-angolu tal-manjetizzazzjoni ta 'kull pożizzjoni tal-kalamita b'mod espliċitu, u t-tpinġija tal-assemblaġġ għandha timmarka l-orjentazzjoni ta' kull biċċa. M'hemm l-ebda shorthand standard għal dan; jeħtieġ mappa ta 'manjetizzazzjoni pożizzjoni b'pożizzjoni fl-ispeċifikazzjoni tax-xiri.
3. Rotor Uniku vs Konfigurazzjonijiet ta 'Stator ta' Rotor Doppju
Muturi tal-fluss axjali jiġu fi tliet konfigurazzjonijiet mekkaniċi ewlenin: rotor wieħed bi stator wieħed (SRSF), rotor doppju bi stator wieħed (TORUS jew tat-tip YASA), u rotor wieħed bi stator doppju. L-ispeċifikazzjoni tal-kalamita tvarja bejn dawn il-konfigurazzjonijiet.
F'konfigurazzjonijiet TORUS/YASA - fejn żewġ diski tar-rotor jgħollu stator ċentrali mingħajr qalba ċentrali - kull diska tar-rotor iġorr kalamiti, u ż-żewġ diski huma mmuntati b'polarità opposta sabiex il-mogħdija tal-fluss tagħlaq permezz tal-koljatura tal-istator mingħajr qalba tal-azzar. Dan ifisser li l-kalamiti fuq kull diska tar-rotor għandhom jattiraw lejn id-diska opposta madwar id-distakk tal-istator, u s-sekwenza tal-assemblaġġ għandha żżomm din l-attrazzjoni waqt l-installazzjoni (il-forza bejn żewġ diski tar-rotor opposti fuq spazju ta 'arja ta' 10mm f'mutur TORUS ta 'dijametru tipiku ta' 200mm hija 500-1500N - biżżejjed biex jonqsu serjament l-idejn jekk jonqos serjament).
Għal muturi TORUS mingħajr qalba, il-kalamiti għandhom jiġu speċifikati b'tolleranza ta 'rimanenza aktar stretta (± 2% vs. l-istandard ± 5%) minħabba li m'hemm l-ebda ħadid biex jissatura u medja ta' non-uniformitajiet ta 'fluss żgħir. Il-forma tal-mewġ ta 'back-EMF hija direttament proporzjonali għad-distribuzzjoni tad-densità tal-fluss lokali, għalhekk il-varjazzjoni minn kalamita għal kalamita tissarraf direttament f'ripple tat-torque. Dan ir-rekwiżit ta 'tolleranza aktar strett tipikament iżid 15-25% mal-ispiża tal-kalamita.
4. Għażla tal-Grad għal Applikazzjonijiet ta 'Fluss Assjali
L-ambjent termali fil-muturi tal-fluss axjali huwa differenti mill-fluss radjali. Il-ġeometrija tad-diska ċatta għandha proporzjon aħjar bejn il-wiċċ u l-volum u fil-biċċa l-kbira tad-disinji l-kalamiti huma eqreb lejn il-perimetru ta 'barra fejn it-tkessiħ konvettiv jew konduttiv huwa aktar effettiv. It-temperaturi tal-kalamita operattiva għal muturi tal-fluss assjali f'applikazzjonijiet ta 'trazzjoni u ġeneratur b'sewqan dirett huma tipikament 60-100 grad - aktar baxxi mill-100-150 grad li dehru f'servo muturi ta' fluss radjali ta 'veloċità għolja.
Dan ifisser li r-rekwiżiti tal-koerċività ħafna drabi jkunu inqas severi milli mistenni. Għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-mutur tar-roti EV u tal-ġeneratur tar-riħ, N42H (rata ta '120 grad) huwa l-grad korrett. N42SH (150 grad) huwa rarament meħtieġ sakemm il-mutur ma jkunx f'ambjent ta 'temperatura ambjentali għolja bi tkessiħ limitat. L-ispeċifikazzjoni ta 'N42SH jew ogħla għal mutur ta' fluss axjali mkessaħ sew iżżid 8-12% mal-ispiża tal-kalamita mingħajr ebda benefiċċju tal-prestazzjoni f'temperatura operattiva.
L-eċċezzjoni hija l-muturi tal-fluss axjali b'veloċità għolja - drives tal-magħżel, rotors tal-ħażna tal-enerġija tal-flywheel - fejn l-istress ċentrifugali fuq il-kalamiti tad-diska huwa r-restrizzjoni tad-disinn dominanti. F'10,000+ RPM, l-istress radjali fuq il-kalamiti tas-settur tar-raġġ ta 'barra jista' jersaq lejn il-limitu tas-saħħa tat-tensjoni ta 'NdFeB sinterizzat (madwar 80 MPa). Dawn l-applikazzjonijiet jeħtieġu analiżi tal-istress tal-element finit tad-diska tar-rotor, u f'xi każijiet jeħtieġu modifiki fil-ġeometrija tal-kalamita (żieda ta 'chamfers tar-raġġ ta' ġewwa biex titnaqqas il-konċentrazzjoni tal-istress) jew jaqilbu għal NdFeB jew SmCo magħqud li għandhom proprjetajiet tensili aħjar bl-ispiża ta 'BHmax aktar baxxi.
5. Lista ta 'Kontroll tal-Akkwist għal Kalamiti tas-Settur tal-Fluss Assjali
L-ispeċifikazzjonijiet standard tax-xiri tal-kalamita tal-fluss radjali jeħtieġu ż-żidiet li ġejjin għal kalamiti tas-settur tal-fluss axjali:
Ġeometrija: speċifika raġġ ta 'ġewwa (Ri), raġġ ta' barra (Ro), angolu tas-settur (grad), u ħxuna tal-wiċċ ċatt. Inkludi l-proporzjon Ri/Ro b'mod espliċitu - tiddetermina l-kalkolu tar-rendiment u l-uniformità tad-distribuzzjoni tal-fluss.
Direzzjoni tal-manjetizzazzjoni: speċifika assjali (permezz ta 'ħxuna) għal disinji standard. Għal rotors array Halbach, ipprovdi tpinġija tal-mappa tal-manjetizzazzjoni pożizzjoni b'pożizzjoni.
Tolleranza ta 'rimanenza: standard ± 5% huwa aċċettabbli għal disinji tal-istator tal-qalba tal-ħadid. Speċifika ±2% għal konfigurazzjonijiet TORUS/YASA mingħajr qalba.
Kisi: Ni-Cu-Ni standard huwa xieraq għall-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-fluss assjali. Għal ambjenti korrużivi (riħ kostali, marittimi) jew applikazzjonijiet b'umdità għolja, speċifika nikil bla elettroli jew overcoat epoxy. Il-kisja tad-deheb rarament hija meħtieġa sakemm il-mutur ma jkunx f'ambjent mediku jew semikonduttur.
Immarkar tal-assemblaġġ: titlob li kull wiċċ tal-kalamita jiġi mmarkat b'direzzjoni ta 'manjetizzazzjoni (N jew S) fuq il-wiċċ ċatt. Il-ġeometrija tas-settur mhix orjentata għal rasha - kalamiti mhux immarkati f'assemblaġġ b'ħafna arbli huma riskju sinifikanti ta 'żball ta' assemblaġġ.
HIMAGNET tipproduċi kalamiti tas-settur għal muturi tal-fluss axjali fi gradi minn N35 sa N52, b'manjetizzazzjoni axjali u Halbach-array, varjanti mingħajr core b'tolleranza stretta, u immarkar tal-assemblaġġ. Ikkuntattja lit-tim tal-inġinerija tagħna bir-Ri, Ro, l-għadd tal-arbli, u t-temperatura operattiva tiegħek għal rakkomandazzjoni ta 'ġeometrija u grad.
