真的有 "最佳 "电机吗?
您可能听说过这样一句话 "可能是世界上最好的发动机 - 这是对嘉士伯啤酒近五十年来的传奇口号的一种俏皮演绎。但啤酒和电机有什么关系呢?除了引发一个重要的问题之外,绝对没有任何关系: 真的有 "最佳 "的电机设计吗?
近年来,关于 其他电机拓扑结构 - 从 轴向通量 至 横向通量甚至所谓的 "轴向" 设计--每种设计都具有卓越的前景 功率密度 和其他性能比 "标准 径向磁通电机.
在 Equipmake然而,我们有不同的看法:我们 电机拓扑无关性.没有一种万能的 "最佳 "电机。取而代之的是 右电机 完全取决于 具体应用.在轻型电动车中完美运行的设备可能并不适合航空航天、航海或工业用途。
运动性能的基本原理
其核心是 最大扭矩 的任何 永磁电机 取决于其数量和质量 活性材料 - 的 磁铁、电工钢和铜或铝绕组.
电机性能的最大飞跃发生在 20 世纪 80 年代初,当时推出了 钕铁硼(NdFeB)磁铁,彻底改变了扭矩密度。从那时起,大多数改进都是渐进式的。 仅靠拓扑结构无法绕过限制 由这些材料设定。
另一个关键因素是 电机转速.权力就是 扭矩乘以转速这意味着旋转速度更快的电机可实现 更高的比功率 具有相同的活性质量。
为什么冷却和效率很重要
峰值扭矩和功率是头条新闻,但在现实世界中,最重要的是 连续扭矩-电机在不过热的情况下所能提供的持续输出水平。
这就是 电机冷却系统 变得至关重要。在 Equipmake,我们非常注重 先进的热管理因为 冷却效果更佳,在不增加成本和重量的情况下提高持续功率.
效率也发挥着巨大作用。更高的效率意味着:
- 减少热量管理,
- 提高电动汽车的续航能力和
- 在苛刻条件下可靠性更高.
径向通量马达:久经考验的主力产品
在探索各种拓扑结构的同时,我们的主要重点仍然是 径向磁通 (RF) 电机 多种配置:
- 表面永久磁铁 (SPM) - 包括 哈尔巴赫阵列 和传统设计、
- 轮辐设计和
- 内部永久磁铁(IPM) 系统
与 轴流(AF)电机射频电机具有几个重要优势:
- 转子设计更简单使 更高的最高车速 和卓越 功率密度.
- 单气隙与自动对频电机的双气隙相比,自动对频电机可以 更好地利用通量.
- 可扩展性更强在这种情况下,延长电机长度可满足更高的扭矩要求,而无需重新进行重大设计。
成本与性能的平衡
IPM 电机 特别有吸引力,因为它们既能产生 磁转矩 和 磁阻扭矩提供 单位磁铁质量的扭矩更大 和 降低成本 与纯 SPM 设计相比
适用于追逐 巅峰性能但是 SPM 电机-无论是径向还是轴向,这两种拓扑结构都能提供类似的高端结果,因此仍然无与伦比。
选择合适的电机
最好的 "电机与单一规格无关。而是要满足 一套平衡的标准包括
- 功率和扭矩密度,
- 预期工作周期内的效率,
- 制造成本和可扩展性和
- 环境耐久性 以满足预期的使用情况。
因此,Equipmake 的方法仍然是 灵活和应用驱动.没有放之四海而皆准的解决方案,只有 最适合工作的电机.
汽车创新的下一步
当然,我们也经常被问到、 "是的,但你能达到的最高功率密度是多少?"
我们正在进行令人兴奋的开发。我们的下一代 表面永磁、哈尔巴赫阵列径向磁通电机 旨在 以千瓦/千克为单位设定新基准挑战极限 功率密度和效率.更多详细信息,请访问 CENEX.
是的,在径向通量设计中,争论仍在继续,例如是否 发夹式定子绕组 真正超越 集中绕组.但这是另一个话题了......也许最好是边喝冰啤酒边讨论。也许吧
给工程师和原始设备制造商的主要启示
- 有 没有放之四海而皆准的 "最佳 "电机 - 只有 最适合特定应用.
- 冷却和效率 与峰值扭矩和功率一样重要。
- 径向磁通电机仍具有很强的竞争力该系统具有成熟的可扩展性和强大的成本优势。
- 不断创新 材料、冷却和卷绕技术 正在推动所有拓扑结构的性能极限。