ディスクモーターの特徴
アキシャル磁束モータとも呼ばれるディスク永久磁石モータには、従来の永久磁石モータと比較して多くの利点があります。現在、希土類永久磁石材料の急速な開発により、ディスク永久磁石モータがますます普及しており、一部の外国先進国は1980年代初頭からディスクモータの研究を始め、中国も永久磁石ディスクの開発に成功しています。モーター。
アキシャル磁束モータとラジアル磁束モータは基本的に同じ磁路を持ち、どちらもN極永久磁石から出て、エアギャップ、ステータ、エアギャップ、S極、ロータコアを通って、最後にN極に戻ります。 -pole を使用して閉ループを形成します。ただし、磁束経路の方向は異なります。
ラジアルフラックスモータの磁束経路の方向は、まずラジアル方向、次にステータヨークの周方向に閉じ、次にラジアル方向に沿ってS極に向かって閉じ、最後にロータコアの周方向に閉じ、完全なループを形成します。
アキシャルフラックスモータの全磁路は、まず軸方向を通過し、次にステータヨークを周方向に通過し、次に軸方向に沿ってS極に到達し、最後にロータディスクの周方向を通過してS極に到達します。完全なループを形成します。
ディスクモーターの構造特性
通常、従来の永久磁石モータの磁気回路の磁気抵抗を減らすために、固定ロータコアは透磁率の高いケイ素鋼板で作られており、コアはモータの総重量の約60％を占めます。 、鉄損のヒステリシス損や渦電流損が大きい。コアのコギング構造は、モーターが発生する電磁ノイズの発生源でもあります。コギング効果により電磁トルクが変動し、振動音が大きくなります。したがって、従来の永久磁石モータの体積が増加し、重量が増加し、損失が大きく、振動騒音が大きく、速度調整システムの要件を満たすことが困難です。永久磁石ディスクモーターのコアには珪素鋼板を使用せず、高残留磁気、高保磁力のNdfeb永久磁石素材を使用しています。同時に、永久磁石はハルバッハ配列磁化方法を使用しており、従来の永久磁石のラジアルまたはタンジェンシャル磁化方法と比較して「エアギャップ磁化密度」を効果的に増加させます。
1）中間ローター構造は、シングルローターとダブルステーターで構成され、両側エアギャップ構造を形成します。モーターのステーターコアは一般にスロット付きとスロットなしの2種類に分けられ、巻き取りベッドの加工ではスロット付きコアモーターが使用されます。材料利用率を効果的に向上させ、モーター損失を低減します。この種のモーターはシングルローター構造で重量が軽いため、慣性モーメントが最小となり、放熱性が最も優れています。
2) 中間ステータ構造は、2 つのロータと 1 つのステータで構成され、両側エアギャップ構造を形成します。2 つのロータがあるため、構造は中間ロータ構造のモータよりわずかに大きく、放熱性はわずかに悪くなります。
3）シングルローター、シングルステーター構造。モーターの構造はシンプルですが、この種のモーターの磁気ループにはステーターが含まれており、ローター磁界の交番効果がステーターに一定の影響を与えるため、モーターの効率が低下します。モーターが減少します。
4）複数のローターと複数のステーターが交互に配置されて複雑な複数のエアギャップを形成するマルチディスク複合構造。このような構造のモーターはトルクと出力密度を向上させることができますが、欠点は軸方向長さは長くなります。
ディスク永久磁石モータの大きな特徴は、軸方向の寸法が短く、コンパクトな構造であることです。永久磁石同期モータの設計の観点から、モータの磁気負荷を増加させる、つまりモータのエアギャップ磁束密度を向上させるには、2 つの側面から始める必要があります。1 つは、モータの選択です。一つは永久磁石の材質、もう一つは永久磁石ロータの構造です。前者は永久磁石材料のコストパフォーマンスなどを考慮すると、後者の方が構造の種類が多く、工法も柔軟である。したがって、モーターのエアギャップ磁密度を向上させるためにハルバッハ配列が選択されます。
杭州マグネットパワーテクノロジー株式会社is 生産するしている 磁石付きハルバッハ構造、特定の法則に従って配置された永久磁石の異なる方向を通じて.T永久磁石アレイの片側の磁場が大幅に強化され、磁場の空間正弦分布を容易に実現できます。下記図3に示すディスクモータは当社が開発・生産したものです。当社は、「ポスト着磁技術」としても知られるオンライン着磁技術を統合できるアキシャルフラックスモータ用の着磁ソリューションを持っています。基本的な原理は、製品が全体として形成された後、特定の磁化装置と技術を使用して 1 回の磁化によって製品を全体として処理することです。製品を強い磁界の中に置き、内部の磁性体を磁化させ、所望の磁気エネルギー特性を得る工程です。オンライン統合後着磁技術により、着磁プロセス中に部品の安定した磁場分布が保証され、製品の性能と信頼性が向上します。この技術を使用すると、モーターの磁場がより均一になり、不均一な磁場によって引き起こされる追加のエネルギー消費が削減されます。同時に、磁化全体のプロセス安定性が優れているため、製品の故障率も大幅に減少し、顧客に高い価値をもたらします。
応用分野
- 電気自動車の分野
駆動モーター
ディスクモーターは高出力密度と高トルク密度の特性を備えており、小さな体積と重量で大きな出力とトルクを提供でき、電気自動車の動力性能の要件を満たします。
フラットな構造設計により、車両の低重心レイアウトを実現し、車両の走行安定性とハンドリング性能を向上させます。
例えば、一部の新しい電気自動車は駆動モーターとしてディスクモーターを使用しており、素早い加速と効率的な運転を可能にしています。
ハブモーター
ディスクモーターをホイールハブに直接取り付けて、ハブモーター駆動を実現できます。この駆動モードにより、従来の車両のトランスミッションシステムが不要になり、トランスミッション効率が向上し、エネルギー損失が削減されます。
ハブ モーター ドライブは、独立したホイール制御を実現し、車両のハンドリングと安定性を向上させると同時に、インテリジェント運転と自動運転に対するより良い技術サポートも提供します。
- 産業オートメーション分野
ロボット
産業用ロボットでは、ディスク モーターを関節駆動モーターとして使用して、ロボットの正確な動作制御を実現できます。
高い応答速度と高精度の特性により、ロボットの高速かつ正確な動作の要求に応えます。
例えば、一部の高精度組立ロボットや溶接ロボットではディスクモータが広く使用されています。
数値制御工作機械
ディスクモーターはCNC工作機械のスピンドルモーターや送りモーターとして使用でき、高速・高精度な加工能力を実現します。
高速・高トルク特性により、CNC工作機械の加工効率と加工品質の要件を満たします。
同時に、ディスクモーターのフラットな構造は、CNC工作機械のコンパクトな設計にも役立ち、設置スペースを節約します。
- こうくう
車両の運転
小型ドローンや電動航空機では、ディスク モーターを駆動モーターとして使用して航空機に電力を供給できます。
高出力密度と軽量という特徴により、航空機の電源システムの厳しい要件を満たすことができます。
たとえば、一部の電動垂直離着陸機 (eVTOL) は、効率的で環境に優しい飛行を実現するための動力源としてディスク モーターを使用しています。
- 家電分野
洗濯機
洗濯機の駆動モーターにディスクモーターを採用し、効率的で静かな洗濯・脱水機能を実現します。
ダイレクトドライブ方式により、従来の洗濯機のベルト伝動方式を廃止し、エネルギーロスと騒音を低減します。
同時に、ディスクモーターは広い速度範囲を備えており、さまざまな洗浄モードのニーズを実現できます。
エアコン
一部のハイエンド エアコンでは、ディスク モーターがファン モーターとして機能し、強力な風力と低騒音動作を実現します。
高い効率と省エネ特性により、空調のエネルギー消費量を削減し、空調のパフォーマンスを向上させることができます。
- その他の地域
医療機器
ディスクモーターは、医用画像機器や手術ロボットなどの医療機器の駆動モーターとして使用できます。
その高精度と高い信頼性により、医療機器の正確な動作と患者の安全が確保されます。
- 新エネルギー発電
風力発電や太陽光発電などの新エネルギー分野では、発電機の駆動モーターとしてディスクモーターが使用され、発電効率や信頼性の向上が図れます。
高出力密度と高効率という特性により、新エネルギー生成モーターの厳しい要件を満たすことができます。
投稿日時: 2024 年 8 月 28 日
