Unter den Betriebsteilen von Wasserstoff-Brennstoffzellenstapeln und Luftkompressoren ist der Rotor der Schlüssel zur Stromquelle, und seine verschiedenen Indikatoren stehen in direktem Zusammenhang mit der Effizienz und Stabilität der Maschine während des Betriebs.
1. Rotoranforderungen
Geschwindigkeitsanforderungen
Die Geschwindigkeit muss ≥100.000 U/min betragen. Die hohe Geschwindigkeit soll den Gasfluss- und Druckanforderungen von Wasserstoff-Brennstoffzellenstapeln und Luftkompressoren während des Betriebs gerecht werden. In Wasserstoff-Brennstoffzellen muss der Luftkompressor schnell eine große Luftmenge komprimieren und an die Kathode des Stapels liefern. Der Hochgeschwindigkeitsrotor kann die Luft dazu zwingen, mit ausreichendem Durchfluss und Druck in den Reaktionsbereich einzudringen, um die effiziente Reaktion der Brennstoffzelle sicherzustellen. Eine so hohe Drehzahl stellt strenge Anforderungen an die Materialstärke, den Herstellungsprozess und das dynamische Gleichgewicht des Rotors, da der Rotor bei hoher Drehzahl einer enormen Zentrifugalkraft standhalten muss und jede geringfügige Unwucht zu starken Vibrationen oder sogar Bauteilschäden führen kann.
Anforderungen an das dynamische Gleichgewicht
Die dynamische Balance muss das G2,5-Niveau erreichen. Bei hoher Rotationsgeschwindigkeit muss die Massenverteilung des Rotors möglichst gleichmäßig sein. Wenn das dynamische Gleichgewicht nicht gut ist, erzeugt der Rotor eine geneigte Zentrifugalkraft, die nicht nur Vibrationen und Geräusche der Ausrüstung verursacht, sondern auch den Verschleiß von Komponenten wie Lagern erhöht und die Lebensdauer der Ausrüstung verringert. Dynamisches Auswuchten auf G2,5-Niveau bedeutet, dass die Unwucht des Rotors in einem sehr niedrigen Bereich kontrolliert wird, um die Stabilität des Rotors während der Drehung sicherzustellen.
Anforderungen an die Konsistenz des Magnetfelds
Die Anforderung einer Magnetfeldkonstanz innerhalb von 1 % gilt hauptsächlich für Rotoren mit Magnet. Im Motorsystem rund um Wasserstoff-Brennstoffzellenstacks haben die Gleichmäßigkeit und Stabilität des Magnetfeldes einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung des Motors. Eine genaue Magnetfeldkonsistenz kann die Gleichmäßigkeit des Motorausgangsdrehmoments gewährleisten und Drehmomentschwankungen reduzieren, wodurch die Energieumwandlungseffizienz und die Betriebsstabilität des gesamten Stapelsystems verbessert werden. Wenn die Abweichung der Magnetfeldkonsistenz zu groß ist, führt dies zu Problemen wie Ruckeln und Erhitzen während des Motorbetriebs, was den normalen Betrieb des Systems erheblich beeinträchtigt.
Materialbedarf
Das magnetische Material des Rotors istSmCo, ein Seltenerd-Permanentmagnetmaterial mit den Vorteilen eines hohen magnetischen Energieprodukts, einer hohen Koerzitivfeldstärke und einer guten Temperaturstabilität. In der Arbeitsumgebung des Wasserstoff-Brennstoffzellenstapels kann er ein stabiles Magnetfeld bereitstellen und dem Einfluss von Temperaturänderungen auf die Magnetfeldstärke bis zu einem gewissen Grad widerstehen. Das Mantelmaterial ist GH4169 (Inconel718), eine Hochleistungslegierung auf Nickelbasis. Es verfügt über eine ausgezeichnete Hochtemperaturfestigkeit, Ermüdungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit. Es kann den Magneten in der komplexen chemischen Umgebung und den Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen von Wasserstoff-Brennstoffzellen wirksam schützen, ihn vor Korrosion und mechanischer Beschädigung schützen und den langfristig stabilen Betrieb des Rotors gewährleisten.
2. Die Rolle des Rotors
Der Rotor ist eine der Kernkomponenten des Maschinenbetriebs. Es treibt das Laufrad an, um die Außenluft durch Hochgeschwindigkeitsrotation einzuatmen und zu komprimieren, realisiert die Umwandlung zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie und stellt ausreichend Sauerstoff für die Kathode des Stapels bereit. Sauerstoff ist ein wichtiger Reaktant bei der elektrochemischen Reaktion von Brennstoffzellen. Eine ausreichende Sauerstoffversorgung kann die Geschwindigkeit der elektrochemischen Reaktion erhöhen, wodurch die Stromerzeugung des Stapels erhöht und ein reibungsloser Ablauf der Energieumwandlung und Leistungsabgabe des gesamten Wasserstoff-Brennstoffstapelsystems sichergestellt wird.
3. Strenge Kontrolle der Produktion undQualitätsprüfung
Hangzhou Magnetkraftverfügt über fortschrittliche Technologien und Prozesse in der Rotorproduktion.
Das Unternehmen verfügt über umfangreiche Erfahrung und technische Kompetenz bei der Kontrolle der Zusammensetzung und Mikrostruktur von SmCo-Magneten. Es ist in der Lage, Ultrahochtemperatur-SmCo-Magnete mit einer Temperaturbeständigkeit von 550 °C, Magnete mit einer Magnetfeldkonsistenz innerhalb von 1 % und Anti-Wirbelstrom-Magnete herzustellen, um sicherzustellen, dass die Leistung der Magnete maximiert wird.
Im Verarbeitungs- und Herstellungsprozess des Rotors werden hochpräzise CNC-Bearbeitungsgeräte verwendet, um die Maßhaltigkeit der Magnete und die Maßhaltigkeit des Rotors genau zu steuern und so die Anforderungen an die dynamische Auswuchtleistung und die Magnetfeldkonsistenz des Rotors sicherzustellen. Darüber hinaus werden beim Schweiß- und Umformprozess der Hülse fortschrittliche Schweißtechnologie und Wärmebehandlungsverfahren eingesetzt, um die enge Kombination der GH4169-Hülse und des Magneten sowie die mechanischen Eigenschaften der Hülse sicherzustellen.
Was die Qualität anbelangt, verfügt das Unternehmen über einen vollständigen und präzisen Satz an Prüfgeräten und -prozessen und nutzt verschiedene Messgeräte wie CMM, um die Form- und Positionstoleranz des Rotors sicherzustellen. Der Laser-Tachometer wird zur Geschwindigkeitserkennung des Rotors verwendet, um die Geschwindigkeitsdaten des Rotors bei hoher Drehzahl genau zu erfassen und dem System eine zuverlässige Geschwindigkeitsdatengarantie zu geben.
Dynamische Auswuchterkennungsmaschine: Der Rotor wird auf der Erkennungsmaschine platziert und das Vibrationssignal des Rotors wird während der Drehung in Echtzeit über den Sensor erfasst. Anschließend werden diese Signale vom Datenanalysesystem umfassend verarbeitet, um die Unwucht- und Phaseninformationen des Rotors zu berechnen. Seine Erkennungsgenauigkeit kann G2,5 oder sogar G1 erreichen. Die Erkennungsauflösung der Unwucht kann auf den Milligramm-Bereich genau sein. Sobald festgestellt wird, dass der Rotor unwuchtig ist, kann er anhand der Erkennungsdaten genau korrigiert werden, um sicherzustellen, dass die dynamische Auswuchtleistung des Rotors den besten Zustand erreicht.
Magnetfeldmessgerät: Es kann die Magnetfeldstärke, die Magnetfeldverteilung und die Magnetfeldkonsistenz des Rotors umfassend erfassen. Das Messgerät kann Mehrpunktproben an verschiedenen Positionen des Rotors durchführen und den Abweichungswert der Magnetfeldkonsistenz durch Vergleich der Magnetfelddaten jedes Punktes berechnen, um sicherzustellen, dass er innerhalb von 1 % kontrolliert wird.
Das Unternehmen verfügt nicht nur über ein erfahrenes und kompetentes Produktionsteam, sondern auch über ein Forschungs- und Entwicklungsteam, das den Design- und Herstellungsprozess des Rotors kontinuierlich optimieren und innovieren kann, um den Anforderungen des sich ständig verändernden Marktes gerecht zu werden. Zweitens kann Hangzhou Magnet Power Technology Co., Ltd. seinen Kunden exklusive, maßgeschneiderte Rotorlösungen anbieten, die auf unterschiedlichen Benutzerszenarien und -bedürfnissen basieren, kombiniert mit jahrelanger Branchenerfahrung, strenger Kontrolle der Rohstoffe, technologischer Innovation und Entwicklung sowie Qualitätsprüfung, um dies sicherzustellen dass es sich bei jedem an Kunden ausgelieferten Rotor um ein qualitativ hochwertiges Produkt handelt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 04.12.2024
