Aksiaalvoomootori rootori kulude jaotus: magnetid, raudsüdamik või kapseldamine – mis võtab kõige suurema osa?

Tänu oma kompaktsele suurusele, kergele kaalule ja suurele võimsustihedusele on xiaalvoomootorid pöördelised uutes energiasõidukites, humanoidrobotites, eVTOL-i (elektriline vertikaalne õhkutõus ja maandumine) lennukites ja mujal. Suhteliselt kõrged tootmiskulud jäävad aga kitsaskohaks laiaulatuslikul kasutuselevõtul. Niisiis, mis täpselt moodustab ühe maksumuse aksiaalvoo mootori rootor ? Ja milline neist moodustab magnetklassi, südamiku lamineerimisprotsessi ja kapseldamismaterjali hulgast suurima osa? See artikkel jagab selle teie jaoks lahti.

1. Magnet Grade – kulude vaieldamatu meister

Kõigist aksiaalvoomootori materjalidest  on magnetid (püsimagnetid) suurim kuluartikkel.

Suure jõudlusega neodüüm-raud-boor (NdFeB) magnetid, mis on manustatud rootori kettasse, on 'süda', mis genereerib magnetvälja. Kuna aksiaalvoomootori rootorid on tavaliselt üliõhukesed ja võivad töötada temperatuuridel 180–200 °C, peavad magnetid näitama ülikõrget energiat, suurt koertsitiivsust (demagnetiseerimise vastu) ja võimet töödelda mikroni õhukesteks viiludeks. Standardsed NdFeB magnetid ei suuda neid rangeid nõudeid täita – spetsiaalselt kohandatud kvaliteetsed materjalid on hädavajalikud.

Tööstusandmed näitavad, et  magnetid moodustavad 35–40% mootori kogumaksumusest ja domineerivad rootori materjali maksumuses veelgi otsustavamalt. Kuna haruldaste muldmetallide hinnad on viimastel aastatel tõusnud, on see osakaal veelgi suurem. Seetõttu  on magneti klass rootori maksumust määrav tegur number üks.

2. Südamiku lamineerimine – väiksem kulujaotus, kuid mitte ilma tehniliste väljakutseteta

Rauasüdamik (kaasa arvatud staatori südamik ja osa rootori tagarauast) moodustab aksiaalvoo mootori maksumusest suhteliselt väiksema osa.

Erinevalt traditsioonilistest radiaalvoomootoritest, mis kasutavad räniterasest lamineerimist, seisavad aksiaalsed voomootorid silmitsi 3D-magnetahelaga, mida ei saa käsitleda tavalise räniterasega. Praegune peavoolulahendus on  SMC (pehme magnetkomposiit)  – rauapulber, mis on kaetud isolatsioonikihiga ja seejärel tihendatud vormi, mis võib moodustada keerukaid ketastüüpi geomeetriaid ühe pressimisetapiga.

Südamik moodustab tavaliselt umbes 10–15% mootori kogumaksumusest.  Kuigi osakaal on tagasihoidlik, on SMC protsessitehnoloogia nõudlik: iga pulbriosakese isolatsioonikate peab suure tiheduse saavutamiseks olema üliõhuke, kuid seda ei tohi kahjustada kõrgsurve tihendamisel – see nõuab pikaajalist protsessi valideerimist. Lisaks maksab pehme magnetsulami pulbri tooraine umbes kaks korda rohkem kui räniteras, mis suurendab protsessi maksumust veelgi.

3. Kapseldamise materjal – väikseim osa, kuid oluline roll

Kapseldusmaterjalid moodustavad aksiaalvoo mootori rootori maksumusest väikseima osa.

Kapseldavaid ühendeid kasutatakse peamiselt korpuse ja südamiku ning korpuse ja mähiste mähiste vaheliste tühimike täitmiseks, mis täidavad selliseid funktsioone nagu soojusjuhtivus, elektriisolatsioon, fikseerimine ja pinge hajutamine. Kuna aksiaalsed voomootorid on tasased ja soojuse hajutamiseks mõeldud pindala on piiratud, on soojusjuhtimine suur väljakutse. Kõrge soojusjuhtivusega segude kasutamine (nt soojusjuhtivusega 2–3 W/m·K) on üks oluline meede jahutuse parandamiseks.

Kulude osas jäävad aga kapseldamismaterjalid magnetist ja südamikust kaugele maha, moodustades vaid väikese osa kogu rootori materjalist.

4. Kokkuvõte: Magnetid > Südamik > Kapseldamine

Kõik kokku võttes on aksiaalvoomootori rootori kulude järjestus selge:

Magnetklass on aksiaalvoomootori rootori suurim kulukomponent , moodustades 35–40% mootori kogumaksumusest – ületades tunduvalt südamiku ja kapseldamise. See selgitab ka seda, miks tööstus peab magneteid nii aksiaalvoomootorite 'südameks' kui ka 'Achilleuse kannaks': need määravad mitte ainult mootori jõudluse ülemmäära, vaid ka selle maksumuse.

5. SDM: Paindlik tootmisliin võimaldab tarnida mahuliselt

Aksiaalvoomootori rootorite industrialiseerimisel on tõhus ja paindlik tootmisvõime ülioluline.  SDM (Hangzhou Shengshideng Magnetic Materials Co., Ltd.)  – magnetidele ja magnetlahendustele keskenduv riikliku tasandi kõrgtehnoloogiline ettevõte – on loonud selge eelise aksiaalvoo mootori rootori valdkonnas.

Tootmise poolel  on SDM oma tehases loonud paindliku koosteliini, mis võimaldab kiiret üleminekut erinevat tüüpi aksiaalvoomootori rootorisõlmede vahel . See paindlik tootmisvõime võimaldab tõhusalt reageerida kohandatud nõudmistele mitmete sortide ja väikeste partiide tootmiseks, parandades oluliselt nii läbilaskevõimet kui ka tarnimise paindlikkust.

Praeguseks  on SDM juba saavutanud mitme aksiaalse voomootori rootori mudeli mahu tarnimise . Kuna aksiaalvoomootorid tungivad kiiresti triljoni jüaani maksvatele turgudele, nagu uued energiasõidukid, humanoidrobotid ja madala kõrgusega majandus, loovad SDM-i paindlik liinipaigutus ja tõestatud masstarnete tulemused ettevõttele tugevat vallikraavi üha tiheneva konkurentsiga maastikul.