تجزیه و تحلیل هزینه روتور موتور شار محوری: آهنرباها، هسته آهنی یا کپسوله سازی - کدامیک بیشترین سهم را دارد؟

موتورهای شار xial به لطف اندازه جمع و جور، وزن سبک و چگالی توان بالا، انقلابی در قدرت در وسایل نقلیه با انرژی جدید، ربات های انسان نما، هواپیماهای eVTOL (برخاست و فرود عمودی الکتریکی) و موارد دیگر ایجاد می کنند. با این حال، هزینه تولید نسبتاً بالا همچنان یک گلوگاه برای پذیرش در مقیاس بزرگ است. بنابراین، دقیقاً چه چیزی هزینه یک را تشکیل می دهد روتور موتور شار محوری ؟ و در بین درجه آهنربا، فرآیند لایه‌برداری هسته و مواد کپسوله‌سازی، کدام یک بیشترین سهم را دارد؟ این مقاله آن را برای شما تجزیه می کند.

1. درجه آهنربا - قهرمان بی چون و چرای هزینه

در میان تمام مواد موجود در یک موتور شار محوری،  آهنرباها (آهنربای دائمی) بزرگترین آیتم هزینه هستند..

آهنرباهای نئودیمیوم-آهن-بور (NdFeB) با کارایی بالا که در دیسک روتور تعبیه شده اند، 'قلب' هستند که میدان مغناطیسی را تولید می کنند. از آنجایی که روتورهای موتور شار محوری معمولاً بسیار نازک هستند و می توانند در دماهای 180-200 درجه سانتیگراد کار کنند، آهنرباها باید محصول انرژی بسیار بالا، اجبار بالا (برای مقاومت در برابر مغناطیس زدایی) و توانایی پردازش به برش های نازک میکرون را از خود نشان دهند. آهنرباهای استاندارد NdFeB نمی توانند این الزامات سختگیرانه را برآورده کنند - مواد سفارشی با درجه بالا ضروری هستند.

داده های صنعت نشان می دهد که  آهنرباها 35 تا 40 درصد از کل هزینه موتور را تشکیل می دهند و حتی با قاطعیت بیشتری بر هزینه مواد روتور تسلط دارند. با افزایش قیمت مواد خاکی کمیاب در سال‌های اخیر، این سهم در حال افزایش است. بنابراین،  درجه آهنربا عامل شماره یک تعیین کننده هزینه روتور است.

2. لایه‌برداری هسته - سهم هزینه کمتر، اما بدون چالش‌های فنی

هسته آهنی (شامل هسته استاتور و بخشی از آهن پشتی روتور) بخش نسبتاً کمتری از هزینه موتور شار محوری را تشکیل می دهد.

برخلاف موتورهای شار شعاعی سنتی که از لایه‌بندی‌های فولادی سیلیکونی استفاده می‌کنند، موتورهای شار محوری با یک مدار مغناطیسی سه بعدی روبرو هستند که توسط فولاد سیلیکونی معمولی قابل کنترل نیست. راه حل اصلی فعلی  SMC (کامپوزیت مغناطیسی نرم) است  - پودر آهن با یک لایه عایق پوشش داده شده و سپس به شکل فشرده می شود - که می تواند هندسه های پیچیده ای از نوع دیسک را در یک مرحله فشار ایجاد کند.

هسته معمولاً حدود 10-15٪ از کل هزینه موتور را نشان می دهد.  اگرچه سهم آن بسیار کم است، اما فناوری فرآیند برای SMC خواستار است: پوشش عایق روی هر ذره پودر باید بسیار نازک باشد تا به چگالی بالا دست یابد، با این حال نباید در طول تراکم فشار بالا آسیب ببیند - که نیاز به تأیید فرآیند طولانی مدت دارد. علاوه بر این، مواد خام برای پودر آلیاژ مغناطیسی نرم تقریباً دو برابر فولاد سیلیکونی هزینه دارد که هزینه فرآیند را بیشتر می‌کند.

3. مواد کپسوله سازی - کوچکترین سهم، در عین حال نقشی حیاتی

مواد کپسوله کوچکترین بخش از هزینه روتور موتور شار محوری را تشکیل می دهند.

ترکیبات کپسوله‌کننده عمدتاً برای پر کردن شکاف‌های بین محفظه و هسته و بین محفظه و سیم‌پیچ‌های سیم‌پیچ استفاده می‌شوند که عملکردهایی مانند هدایت حرارتی، عایق الکتریکی، تثبیت و پراکندگی تنش را انجام می‌دهند. از آنجایی که موتورهای شار محوری مسطح با سطح محدود برای اتلاف گرما هستند، مدیریت حرارتی یک چالش بزرگ است. استفاده از ترکیبات گلدانی با رسانایی حرارتی بالا (مثلاً با رسانایی حرارتی 2-3 W/m·K) یکی از اقدامات مهم برای بهبود سرمایش است.

با این حال، از نظر سهم هزینه، مواد کپسوله‌سازی بسیار عقب‌تر از آهن‌ربا و هسته هستند و تنها بخش کوچکی از BOM کلی روتور را تشکیل می‌دهند.

4. خلاصه: آهن ربا > هسته > کپسولاسیون

با کنار هم قرار دادن همه اینها، رتبه بندی هزینه برای روتور موتور شار محوری مشخص است:

درجه آهنربا بزرگترین جزء هزینه در روتور موتور شار محوری است که 35-40٪ از کل هزینه موتور را به خود اختصاص می دهد - بسیار بیشتر از هسته و کپسولاسیون. این همچنین توضیح می دهد که چرا صنعت آهنرباها را هم به عنوان 'قلب' و هم 'پاشنه آشیل' موتورهای شار محوری می بیند: آنها نه تنها سقف عملکرد موتور را تعیین می کنند، بلکه کف قیمت آن را نیز تعیین می کنند.

5. SDM: خط تولید انعطاف پذیر، تحویل حجم را تقویت می کند

در صنعتی سازی روتورهای موتور شار محوری، قابلیت ساخت کارآمد و انعطاف پذیر بسیار مهم است.  SDM (شرکت مواد مغناطیسی Hangzhou Shengshideng)  - یک شرکت فناوری پیشرفته در سطح ملی که بر روی آهنرباها و راه حل های مغناطیسی متمرکز شده است - یک مزیت متمایز در میدان روتور موتور شار محوری ایجاد کرده است.

در سمت تولید،  SDM یک خط مونتاژ انعطاف پذیر در کارخانه خود راه اندازی کرده است که امکان تغییر سریع بین انواع مختلف مجموعه های روتور موتور شار محوری را فراهم می کند . این قابلیت تولید منعطف اجازه می دهد تا پاسخ کارآمد به تقاضاهای سفارشی برای تولید چند تنوعی و دسته ای کوچک را انجام دهد، که هم توان عملیاتی و هم چابکی تحویل را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

تا به امروز،  SDM قبلاً به تحویل حجمی مدل‌های روتور موتور شار محوری چندگانه دست یافته است . از آنجایی که موتورهای شار محوری به سرعت در بازارهای تریلیون یوانی مانند وسایل نقلیه انرژی جدید، ربات های انسان نما و اقتصاد در ارتفاع کم نفوذ می کنند، طرح خط انعطاف پذیر SDM و سابقه اثبات شده تحویل انبوه، خندقی محکم برای این شرکت در یک چشم انداز رقابتی فزاینده ایجاد می کند.