Uteuzi wa Joto la Rota ya Axial-Flux Uteuzi wa Joto: Halijoto Ndio Mada ya Kwanza ya Uchaguzi.

Makosa ya kawaida katika uteuzi wa sumaku kwa motors za axial-flux zinapaswa kuanza kutoka kwa jedwali la daraja: kwanza angalia remanence, kisha kwenye joto la juu la uendeshaji, na uchague daraja ambalo 'nzuri vya kutosha' kuweka kwenye BOM. Lakini katika muundo wa axial-flux, utaratibu huu ni kinyume kabisa. Joto la sumaku ya rotor haijatambuliwa na sumaku yenyewe; inawekwa kwenye sumaku na topolojia, baridi, na hali ya uendeshaji. Hatua halisi ya kuanzia ya uteuzi ni kuuliza kwa uwazi:  chini ya hali mbaya zaidi ambayo mzunguko mfupi, upakiaji, na maeneo ya moto huzidisha, sumaku itakuwa ya moto kiasi gani, na bado inaweza kuhimili uwanja wa sumaku wa nyuma kwenye joto hilo?

Hatari ya Demagnetization ya Axial Flux 'Imeandikwa Katika' Muundo

Sehemu ya kuuza ya motors ya axial-flux ni wazi: kwa nguvu sawa, uzito na urefu wa axial inaweza kuwa nusu ikilinganishwa na motors radial. Lakini ushikamanifu huu unakuja kwa gharama ya joto.

Katika topolojia ya rotor moja ya stator mbili, rotor imefungwa kati ya stators mbili, hivyo eneo la mawasiliano ya moja kwa moja kati ya rotor na hewa hupunguzwa sana, na njia ya kusambaza joto ni nyembamba kwa asili. Wakati huo huo, sumaku zenyewe hutoa hasara za eddy-sasa katika uwanja wa sumaku unaobadilishana, na joto hili hutolewa moja kwa moja ndani ya sumaku za kudumu. Mionzi ya joto kutoka kwa stators iliyowekwa juu ya joto la kibinafsi la rotor hufanya iwe rahisi kwa joto la sumaku kukaribia au hata kuvuka mpaka wa hatari chini ya hali ya kuendelea ya nguvu ya juu. Hukumu ya mara kwa mara katika uchanganuzi wa tasnia ni kwamba muundo wa sandwich na msongamano mkubwa wa nguvu wa injini za axial-flux husababisha uwezo wa chini wa mafuta, na kufanya sumaku za rota 'kukabiliwa na joto kupita kiasi.'

Kwa hiyo, uteuzi wa sumaku kwa axial flux hauwezi tu kunakili uzoefu wa motors radial. Intuition katika injini za radial kwamba 'rota imepozwa kupitia shimoni na hewa kwenye miisho' kimsingi inashindwa katika topolojia ya aina ya diski.

Nini Kinachofanyika katika Upunguzaji sumaku: Mpaka Kati ya Inayoweza Kubadilishwa na Isiyoweza Kutenguliwa

Ili kuelewa uteuzi, mtu anahitaji tu kufahamu dhana mbili za joto.

Uondoaji sumaku unaoweza kutenduliwa  ni 'kuoza kwa joto' ya sumaku ya kawaida. Kadiri joto linavyoongezeka, remanence hupungua kwa mstari, na hupona baada ya kupoa, bila uharibifu wa kudumu. NdFeB hufanya kazi hasa katika safu hii chini ya 120°C. Tatizo linaonekana zaidi ya 120 ° C: mteremko wa uozo unaoweza kubadilika unakuwa muhimu zaidi, na kwa umakini zaidi,  mpaka wa demagnetization isiyoweza kutenduliwa unasukumwa karibu..

Kigezo cha kimwili cha demagnetization isiyoweza kutenduliwa ni  sehemu ya goti . Mviringo wa kupunguza sumaku una sehemu ya inflection katika roboduara ya pili. Pointi za uendeshaji juu ya hatua ya goti ni salama; mara moja uwanja wa sumaku wa nje unasukuma hatua ya kufanya kazi chini ya hatua ya goti, sumaku haiwezi kurudi baada ya uwanja wa nje kuondolewa, na remanence inakabiliwa na hasara ya kudumu. Matokeo ya kuongezeka kwa joto ni mara mbili: remanence hupungua, na wakati huo huo  hatua ya goti inakwenda kulia (kuelekea chini ya shamba la magnetic) , maana yake ni kwamba uwanja huo wa magnetic reverse una uwezekano mkubwa wa kuvuka hatua ya goti kwa joto la juu. Kwa NdFeB, mazoezi ya uhandisi kwa ujumla huchukulia  karibu 150°C kama eneo muhimu kwa upunguzaji sumaku usioweza kutenduliwa ; juu ya kiwango hiki, hatari ya upotezaji kamili wa utendakazi wa sumaku sio tena tukio la uwezekano mdogo usio na maana.

Kiambishi tamati cha herufi cha daraja la sumaku kimsingi hubainisha  halijoto ambayo sehemu ya goti bado inaweza kubaki mbali vya kutosha kulia . Mawasiliano ya kawaida ni: SH inalingana na takriban 150°C, UH hadi 180°C, EH hadi 200°C, na AH hadi 220°C. Lakini kuna hatua ambayo inasomwa kwa urahisi sana: hali ya joto iliyoonyeshwa na kiambishi ni upinzani wa joto wa nyenzo chini ya  hali maalum ya urekebishaji wa mgawo wa upenyezaji , sio 'kiwango cha juu cha joto cha kufanya kazi' ambacho sumaku hupata kiatomati baada ya kusakinishwa kwenye gari. Sumaku hiyo hiyo ya UH inaweza kuendelea kufanya kazi kwa 130°C katika sampuli iliyopozwa vizuri, lakini katika sehemu inayozalisha kwa wingi isiyo na upoaji wa kutosha wa sandwich, sehemu ya moto inaweza kuzidi moja kwa moja zaidi ya 170°C.

Samarium Cobalt: Chaguo la Kurudi nyuma, lakini Gharama Lazima Ihesabiwe Kwa Uwazi

Wakati kiasi cha halijoto cha NdFeB hakitoshi, SmCo ni njia mbadala isiyoweza kuepukika katika uhandisi. SmCo ina upinzani mkubwa wa joto; madaraja mengi yanaweza kutumika katika programu katika kiwango cha  350°C  , na halijoto ya Curie pia iko katika safu ya 700–850°C, juu sana kuliko 310–350°C ya NdFeB. Katika eneo la halijoto ya juu, mteremko wa curve ya demagnetization isiyoweza kutenduliwa ya SmCo yenye halijoto pia ni bapa zaidi kuliko ile ya NdFeB.

Lakini gharama ya SmCo lazima iwekwe mezani kwa wakati mmoja. Usawa wake wa kawaida uko katika safu ya  0.95–1.1 T  , wakati NdFeB inaweza kufikia 1.1–1.4 T; bidhaa ya juu ya nishati kwa kawaida ni  25% -30%  chini kuliko ile ya NdFeB. Hii ina maana kwamba ili kufikia msongamano sawa wa mtiririko wa hewa-pengo, sumaku za SmCo zinahitaji kuwa nene na nzito, ambayo kwa upande huingilia nafasi ya axial tayari ya mashine ya axial-flux na inaweza hata kuongeza inertia ya rotor na hasara ya eddy-sasa. SmCo pia ni ghali zaidi, na ukomavu wake wa mnyororo wa usambazaji na ubadilikaji wa uwasilishaji sio mzuri kama ule wa NdFeB. Kwa hivyo, isipokuwa ukaguzi wa halijoto unaonyesha wazi kuwa 'hata NdFeB iliyopandishwa gredi kuwa EH/AH haiwezi kustahimili,'  kwa kutumia SmCo 'kununua' ukingo wa halijoto mara nyingi ni shughuli inayolipwa mara tatu zaidi ya uzito, gharama, na msongamano wa nishati..

Agizo Sahihi la Uteuzi: Infer Daraja Kutoka kwa Joto la Sumaku

Mchakato wa kuchagua sumaku unaotegemea halijoto kwa ajili ya mtiririko wa axial unapaswa kufuata mpangilio ulio hapa chini, badala ya kuanzia kwenye jedwali la daraja.

Hatua ya 1: Bainisha upoaji kwanza, kisha jadili daraja.  Mbinu ya kupoeza rota ya mashine ya axial-flux huamua moja kwa moja 'sakafu' ya joto la sumaku. Upoezaji wa hewa ni rahisi na una hasara za chini za vimelea, lakini upitishaji wa joto na uwezo maalum wa joto wa hewa ni mdogo, na uwezo wa kupoeza unategemea sana kasi na mazingira. Baridi ya mafuta inatarajiwa sana katika axial flux; data ya majaribio inaonyesha kuwa mpango mzuri wa kupoeza mafuta unaweza kupunguza kiwango cha juu cha joto kwa  15-20 ° C  zaidi ya baridi ya maji safi, lakini upoaji wa mafuta 'kubeba joto' si sawa 'kuondoa joto.' Tofauti ya joto kati ya ukingo na katikati ya muundo wa aina ya diski bado inaweza kufikia  30-50 K , na sehemu ya moto ya eneo la demagnetization ni kitu cha kukata joto. Kabla ya mpango wa baridi haujahifadhiwa, uteuzi wowote wa daraja hauna msingi wa kuaminika.

Hatua ya 2: Weka hali ya mzunguko mfupi kwenye ukaguzi wa halijoto.  Joto chini ya operesheni ya kawaida ni msingi tu. Uthibitishaji wa upunguzaji sumaku lazima ufiche uga wa sumaku wa kinyume unaozalishwa na hitilafu ya kidhibiti au mzunguko mfupi wa mzunguko, na ukaguzi huu lazima ufanyike kwa  joto la juu kabisa ambalo sumaku inaweza kufikia chini ya hali hiyo . Kigezo cha kubuni katika maandiko ni moja kwa moja: unene wa sumaku unapaswa kuchaguliwa ili kuepuka demagnetization isiyoweza kurekebishwa baada ya sasa ya awamu ya tatu ya mzunguko mfupi kwenye joto la chini kabisa. Kwa ujumla zaidi, ni muhimu kuthibitisha kwamba hatua ya uendeshaji haina kuanguka chini ya hatua ya goti katika superposition ya joto mbaya zaidi na mbaya demagnetizing shamba.

Hatua ya 3: Tumia 'joto halisi la sumaku + uga wa kuondoa sumaku wa mzunguko mfupi' ili kuangalia kiambishi tamati cha daraja.  Ikiwa hali ya joto ya sumaku ya mahali pa moto inayotolewa na mpango wa kupoeza na muundo wa sumakuumeme iko kwa mpangilio wa  140-150 ° C , na uwanja wa kupunguza sumaku wa mzunguko mfupi sio kali, SH inaweza kuingia kwenye orodha ya wagombea; mara sehemu ya moto inapokaribia au kuzidi  160°C , UH ni mahali pa kuanzia kutegemewa zaidi; sehemu ya joto inapofika  zaidi ya 180°C , EH au alama za juu zaidi lazima zitathminiwe kwa umakini, au muundo wa kupoeza yenyewe lazima uzingatiwe upya. Mantiki hapa ni:  kiambishi tamati si 'kiwango cha utendakazi,' bali ni 'kiwango cha uwezo wa kuhifadhi sehemu ya goti kwa joto fulani.'  Gharama ya alama za kiambishi cha juu zaidi (UH/EH) kwa kawaida ni ubaki wa chini kidogo au nyongeza ya juu zaidi nzito-adimu-ardhi; sio bima ya bure.

Hatua ya 4: Tumia mgawanyo wa rota na jiometri ya sumaku 'kupunguza mzigo' kwenye halijoto.  Uchaguzi wa sumaku sio uamuzi wa nyenzo pekee. Upotevu wa sasa wa sumaku za rota za axial-flux unahusiana moja kwa moja na urefu wa njia ya eddy-sasa na eneo la uso kwenye uso wa sumaku, na sehemu ya kudumu ya sumaku ni njia nzuri ya kupunguza upotevu wa sasa wa eddy na kukandamiza ongezeko la joto. Wakati daraja tayari limebainishwa na ukingo wa halijoto umebana, kupunguza uzalishaji wa joto wa sumaku kupitia uboreshaji wa sehemu wakati mwingine ni wa kiuchumi zaidi kuliko kuinua kiambishi cha daraja kwa kiwango kimoja, na pia ni mwafaka zaidi katika kuhifadhi msongamano wa torque.

Mstari Ufaao wa Hukumu

Iwapo makala haya yatabanwa katika sentensi moja ili kuleta uhakiki wa muundo, ni:  daraja la sumaku ya rota ya axial-flux haipaswi 'kuchaguliwa'; inapaswa 'ikokotolewe'—kwanza tumia hali ya kupoeza na ya muda mfupi ili kukokotoa joto ambalo sumaku itafikia, kisha utumie halijoto hiyo kutazama sehemu ya goti, na hatimaye kutulia kwenye kiambishi tamati.

Kwa NdFeB,  120°C  ndio sehemu ya uchunguzi ambapo uozo unaoweza kurekebishwa huanza kuwa muhimu, na karibu  150°C  ndio eneo ambalo hatari ya uondoaji sumaku isiyoweza kutenduliwa inaingia kwenye kiwango ambacho lazima kidhibitishwe kwa umakini. Nambari hizi mbili sio 'kiwango cha juu zaidi cha halijoto ya kufanya kazi' katika jedwali la daraja; badala yake, wanawakumbusha wabunifu kwamba katika muundo wa sandwich wa axial flux, kiwango cha joto hupotea kwa kasi zaidi kuliko katika mashine za radial. Kutibu halijoto kama mada ya uteuzi badala ya lengo la daraja ndiko kunakozuia upunguzaji wa sumaku kutoka kwa tatizo la nyenzo hadi pengo la kutegemewa la kimfumo.