Ανάλογα με τον τύπο του συστήματος που σχεδιάζεται και το υποκείμενο περιβάλλον στο οποίο λειτουργεί, το βάρος του κινητήρα μπορεί να είναι πολύ σημαντικό για το συνολικό κόστος και την αξία λειτουργίας του συστήματος.Η μείωση του βάρους του κινητήρα μπορεί να αντιμετωπιστεί προς διάφορες κατευθύνσεις, συμπεριλαμβανομένου του καθολικού σχεδιασμού κινητήρα, της αποδοτικής παραγωγής εξαρτημάτων και της επιλογής υλικού.Για να επιτευχθεί αυτό, είναι απαραίτητο να βελτιωθούν όλες οι πτυχές της εξέλιξης του κινητήρα: από το σχεδιασμό έως την αποτελεσματική παραγωγή εξαρτημάτων με χρήση βελτιστοποιημένων υλικών, τη χρήση ελαφρών υλικών και νέες διαδικασίες κατασκευής.Σε γενικές γραμμές, η απόδοση ενός κινητήρα εξαρτάται από τον τύπο, το μέγεθος, τη χρήση του κινητήρα, καθώς και από την ποιότητα και την ποσότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται.Επομένως, από όλες αυτές τις πτυχές, οι ηλεκτρικοί κινητήρες πρέπει να αναπτυχθούν χρησιμοποιώντας ενεργειακά και οικονομικά εξαρτήματα.
Ένας κινητήρας είναι μια ηλεκτρομηχανική συσκευή μετατροπής ενέργειας που μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια με τη μορφή γραμμικής ή περιστροφικής κίνησης.Η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα εξαρτάται κυρίως από την αλληλεπίδραση των μαγνητικών και ηλεκτρικών πεδίων.Πολλές παράμετροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη σύγκριση των κινητήρων: ροπή, πυκνότητα ισχύος, κατασκευή, βασική αρχή λειτουργίας, συντελεστής απώλειας, δυναμική απόκριση και απόδοση, με την τελευταία να είναι η πιο σημαντική.Οι λόγοι για τη χαμηλή απόδοση του κινητήρα μπορούν να αποδοθούν κυρίως στους ακόλουθους παράγοντες: ακατάλληλο μέγεθος, χαμηλή ηλεκτρική απόδοση του κινητήρα που χρησιμοποιείται, χαμηλή μηχανική απόδοση του τελικού χρήστη (αντλίες, ανεμιστήρες, συμπιεστές κ.λπ.) Χωρίς σύστημα ελέγχου ταχύτητας που είναι ανεπαρκές διατηρούνται ή και ανύπαρκτα.
Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η ενεργειακή απόδοση ενός κινητήρα, πρέπει να ελαχιστοποιηθούν οι απώλειες από διάφορες μετατροπές ενέργειας κατά τη λειτουργία του κινητήρα.Στην πραγματικότητα, σε μια ηλεκτρική μηχανή, η ενέργεια μετατρέπεται από ηλεκτρική σε ηλεκτρομαγνητική και στη συνέχεια πίσω σε μηχανική.Οι ηλεκτροκινητήρες που βελτιώνουν την απόδοση διαφέρουν από τους συμβατικούς ηλεκτροκινητήρες επειδή έχουν ελάχιστες απώλειες.Στην πραγματικότητα, στους συμβατικούς κινητήρες, οι απώλειες προκαλούνται κυρίως από: απώλειες τριβής και μηχανικές απώλειες λόγω απωλειών ανέμου (ρουλεμάν, βούρτσες και εξαερισμός) απώλειες σε σίδηρο κενού (ανάλογες με το τετράγωνο της τάσης), που σχετίζονται με αλλαγές στην κατεύθυνση ροής Απώλειες λόγω στην υστέρηση της διασκορπισμένης ενέργειας του πυρήνα και τις απώλειες λόγω του φαινομένου Joule (ανάλογα με το τετράγωνο του ρεύματος) λόγω των δινορευμάτων που προκαλούνται από τα κυκλοφορούντα ρεύματα και τις διακυμάνσεις της ροής στον πυρήνα.
σωστό σχέδιο
Ο σχεδιασμός του πιο αποδοτικού κινητήρα είναι μια βασική πτυχή της μείωσης του βάρους και επειδή οι περισσότεροι κινητήρες είναι σχεδιασμένοι για ευρεία χρήση, ο σωστός κινητήρας για μια συγκεκριμένη εφαρμογή είναι συχνά μεγαλύτερος από αυτό που πραγματικά χρειάζεται.Για να ξεπεραστεί αυτή η πρόκληση, είναι σημαντικό να βρεθούν εταιρείες κατασκευής κινητήρων που είναι πρόθυμες να κάνουν αλλαγές με ημι-προσαρμοσμένους τρόπους, από περιελίξεις κινητήρα και μαγνητικά έως το μέγεθος του πλαισίου.Για να διασφαλιστεί ότι υπάρχει το σωστό τύλιγμα, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε τις προδιαγραφές του κινητήρα, ώστε να διατηρούνται η ακριβής ροπή και η ταχύτητα που απαιτούνται για την εφαρμογή.Εκτός από τη ρύθμιση των περιελίξεων, οι κατασκευαστές μπορούν επίσης να αλλάξουν τη μαγνητική σχεδίαση του κινητήρα με βάση τις αλλαγές στη διαπερατότητα.Η σωστή τοποθέτηση μαγνητών σπάνιων γαιών μεταξύ του ρότορα και του στάτη μπορεί να βοηθήσει στην αύξηση της συνολικής ροπής του κινητήρα.
νέα διαδικασία παραγωγής
Οι κατασκευαστές είναι σε θέση να αναβαθμίζουν συνεχώς τον εξοπλισμό τους για να παράγουν εξαρτήματα κινητήρα υψηλότερης ανοχής, εξαλείφοντας τους χοντρούς τοίχους και τις πυκνές περιοχές που χρησιμοποιήθηκαν ως περιθώριο ασφαλείας έναντι θραύσης.Επειδή κάθε εξάρτημα επανασχεδιάζεται και κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας την πιο πρόσφατη τεχνολογία, το βάρος μπορεί να μειωθεί σε πολλά σημεία που ενσωματώνουν μαγνητικά εξαρτήματα, όπως μόνωση και επιστρώσεις, πλαίσια και άξονες κινητήρα.
επιλογή υλικού
Η επιλογή υλικού έχει γενικό αντίκτυπο στη λειτουργία, την απόδοση και το βάρος του κινητήρα, το οποίο είναι το πιο προφανές παράδειγμα του γιατί τόσοι πολλοί κατασκευαστές χρησιμοποιούν κουφώματα αλουμινίου αντί για ανοξείδωτο χάλυβα.Οι κατασκευαστές συνέχισαν να πειραματίζονται με υλικά με ηλεκτρομαγνητικές και μονωτικές ιδιότητες, και οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν μια ποικιλία διαφορετικών σύνθετων υλικών καθώς και ελαφρύτερα μέταλλα που προσφέρουν ελαφριές εναλλακτικές λύσεις στα χαλύβδινα εξαρτήματα.Για σκοπούς εγκατάστασης, διατίθεται μια ποικιλία ενισχυμένων πλαστικών, πολυμερών και ρητινών, ανάλογα με τις ειδικές απαιτήσεις του χρήστη για τον τελικό κινητήρα.Καθώς οι σχεδιαστές κινητήρων συνεχίζουν να πειραματίζονται και να ερευνούν εναλλακτικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένων επικαλύψεων χαμηλότερης πυκνότητας και ρητινών για σκοπούς σφράγισης, δίνουν νέα πνοή στη διαδικασία παραγωγής, η οποία συχνά επηρεάζει το βάρος του κινητήρα.Επιπλέον, οι κατασκευαστές προσφέρουν κινητήρες χωρίς πλαίσιο, οι οποίοι μπορούν να έχουν αντίκτυπο στο βάρος του κινητήρα εξαλείφοντας εντελώς το πλαίσιο.
Συμπερασματικά
Τεχνολογίες που χρησιμοποιούν ελαφριά υλικά, νέες διαδικασίες κατασκευής και μαγνητικά υλικά για τη μείωση του βάρους του κινητήρα και τη βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα.Οι ηλεκτρικοί κινητήρες, ειδικά σε εφαρμογές αυτοκινήτων, αντιπροσωπεύουν έναν αυξανόμενο αριθμό μελλοντικών τεχνολογιών.Έτσι, ακόμα κι αν υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος μπροστά μας, ελπίζουμε ότι αυτή θα γίνει μια ολοένα και πιο ενοποιημένη τεχνολογία, με ηλεκτρικούς κινητήρες βελτιωμένης απόδοσης που αντιμετωπίζουν ζητήματα που σχετίζονται με την εξοικονόμηση ενέργειας.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Ιουλίου 2022