日期：2023-03-01 18:26:24瀏覽量：48571
我們必須克服一個根本性的翻斗車環保蓋減速電機問題：沒有商業軟件可以精確地同步模擬軸向磁通電機的電磁和熱力學特性。不過，比利時根特大學的彼得?塞爾讓（Peter Sergeant）和昂德里克?萬松佩爾（Hendrik Vansompel）從2008年就開始研究這個問題。他們的研究加上Magnax公司多年的研發和原型設計，催生了我們的設計和制造方法。
翻斗車環保蓋減速電機傳統的徑向通量電機的轉子位于定子內。定子由一個支撐部件——磁軛組成，磁軛裝有含電磁鐵線圈的齒部。因此，齒部起到了磁極的作用。當轉子轉動時，其磁極每次掃過定子的齒部時都會傳輸通量，而定子則將通量帶到其他地方，關閉了所謂的通量環。通量從轉子的永磁體穿過氣隙和定子齒部，通過磁軛形成轉換180度，再回到另一個磁體。同時，永磁體與定子齒部的旋轉電磁場的相互作用使轉子保持旋轉。
要獲得最高的效率，翻斗車環保蓋減速電機設計應將轉子和定子齒部之間的氣隙縮至最小，因為空氣影響通量傳輸。
我們的軸向磁通電機顛覆了傳統電機的構造。它使用兩個轉子，分別置于定子兩側，起到了支撐作用。在這種結構中，定子僅僅是電磁齒部的托架，而非轉子的支撐物或磁軛。換句話說，定子可以無軛——這就是產品名稱中包含這個詞的原因。
去除約占定子鐵芯2/3的鋼筒形磁軛可以大大減輕電機的重量。無軛電機與老式磁軛軸向發動機相比，功率密度增加了1倍，是傳統發動機（如寶馬i3發動機）的4倍。通過減少電機的鐵損耗，它還提高了效率。
鐵損耗原因有二。首先，在定子中，交流電對鐵芯反復磁化和消磁會消耗能量，這一過程稱為磁滯損耗；第二是通過鐵芯的不同磁通量造成了渦流損耗。
這種設計具備了較高的功率密度，其中還有其他原因。在本設計中，磁通量從第一個轉子輪盤上的永磁體通過定子鐵芯，到達第二個轉子輪盤上的永磁體，這是一條相對短而直的路徑。
借助這種單向性，Magnax使用僅適于單向通量的晶粒取向鋼，可以進一步將鐵芯通量損耗降低85%。這種鋼不能用于傳統的徑向通量發動機或發電機，因為在傳統機器中，通量從轉子通過定子，再回到轉子——這是一個多向路線。Magnax公司與蒂森克虜伯鋼鐵公司緊密合作，設計了層狀晶粒取向芯部。
這種設計還有其他優點：在我們的無軛軸向磁通設計中，定子需要的銅大約是同等功率和扭矩徑向通量發動機的60%，轉子需要的磁性材料大約是同等功率和扭矩徑向通量發動機的80%。
理論上說，所有這些優點都會降低電機的成本、減輕電機的重量并提供更高的扭矩，但實際上制造這樣的機器要面對多項嚴峻的工程挑戰。
最明顯的挑戰就是要找到方法來取代傳統的磁軛功能。在傳統的發動機中，磁軛會固定定子齒部，并提供將線圈中的熱量輸送到發動機外殼的熱通道。當磁通量流回到原始來源時，它還會充當閉合回路的路徑。
