بسته به نوع سیستم طراحی شده و محیط زیربنایی که در آن کار می کند، وزن موتور می تواند برای هزینه کلی و ارزش عملیاتی سیستم بسیار مهم باشد.کاهش وزن موتور را می توان در چندین جهت مورد بررسی قرار داد، از جمله طراحی موتور جهانی، تولید قطعات کارآمد و انتخاب مواد.برای دستیابی به این هدف، بهبود همه جنبه های توسعه موتور ضروری است: از طراحی تا تولید کارآمد قطعات با استفاده از مواد بهینه، استفاده از مواد سبک وزن و فرآیندهای ساخت جدید.به طور کلی، کارایی یک موتور به نوع، اندازه، کاربرد موتور و همچنین به کیفیت و کمیت مواد مصرفی بستگی دارد.بنابراین، از همه این جنبه ها، موتورهای الکتریکی باید با استفاده از انرژی و قطعات مقرون به صرفه توسعه یابند.
موتور یک وسیله تبدیل انرژی الکترومکانیکی است که انرژی الکتریکی را به صورت حرکت خطی یا چرخشی به انرژی مکانیکی تبدیل می کند.اصل کار یک موتور عمدتاً به تعامل میدان های مغناطیسی و الکتریکی بستگی دارد.پارامترهای زیادی را می توان برای مقایسه موتورها مورد استفاده قرار داد: گشتاور، چگالی توان، ساختار، اصل عملیاتی اولیه، ضریب تلفات، پاسخ دینامیکی و راندمان، که آخرین مورد مهمترین آنها است.دلایل راندمان پایین موتور عمدتاً به عوامل زیر مربوط می شود: اندازه نامناسب، راندمان الکتریکی پایین موتور مورد استفاده، راندمان مکانیکی پایین کاربر نهایی (پمپ ها، فن ها، کمپرسورها و غیره) عدم وجود سیستم کنترل سرعت که ضعیف است. حفظ شده یا حتی وجود ندارد.
به منظور به حداکثر رساندن عملکرد انرژی یک موتور، تلفات ناشی از تبدیل های انرژی مختلف در حین کار موتور باید به حداقل برسد.در واقع در یک ماشین الکتریکی انرژی از الکتریکی به الکترومغناطیسی و سپس به مکانیکی تبدیل می شود.موتورهای الکتریکی افزایش دهنده راندمان با موتورهای الکتریکی معمولی متفاوت هستند زیرا حداقل تلفات را دارند.در واقع، در موتورهای معمولی تلفات عمدتاً ناشی از موارد زیر است: تلفات اصطکاک و تلفات مکانیکی ناشی از تلفات باد (بلبرینگ ها، برس ها و تهویه) تلفات آهن خلاء (متناسب با مربع ولتاژ)، مربوط به تغییر جهت جریان تلفات ناشی از به پسماند انرژی پراکنده هسته، و تلفات ناشی از اثر ژول (متناسب با مجذور جریان) به دلیل جریان های گردابی ناشی از جریان های در حال گردش و تغییرات جریان در هسته.
طراحی مناسب
طراحی کارآمدترین موتور یکی از جنبه‌های کلیدی کاهش وزن است و از آنجایی که بیشتر موتورها برای استفاده گسترده طراحی شده‌اند، موتور مناسب برای یک کاربرد خاص اغلب بزرگتر از چیزی است که واقعاً مورد نیاز است.برای غلبه بر این چالش، یافتن شرکت‌های تولیدکننده موتور که مایل به ایجاد تغییرات به روش‌های نیمه سفارشی، از سیم‌پیچ‌های موتور و مغناطیسی تا اندازه قاب هستند، مهم است.برای اطمینان از وجود سیم پیچ صحیح، لازم است مشخصات موتور را بدانید تا بتوان گشتاور و سرعت دقیق مورد نیاز برای کاربرد را حفظ کرد.علاوه بر تنظیم سیم پیچ ها، سازندگان می توانند طراحی مغناطیسی موتور را نیز بر اساس تغییرات در نفوذپذیری تغییر دهند.قرار دادن صحیح آهنرباهای خاکی کمیاب بین روتور و استاتور می تواند به افزایش گشتاور کلی موتور کمک کند.
فرآیند تولید جدید
سازندگان می توانند به طور مداوم تجهیزات خود را برای تولید قطعات موتور با تحمل بالاتر ارتقا دهند و دیواره های ضخیم و مناطق متراکم را که زمانی به عنوان حاشیه ایمنی در برابر شکستگی استفاده می شد حذف کنند.از آنجایی که هر جزء با استفاده از جدیدترین فناوری طراحی و ساخته شده است، وزن را می توان در مکان های متعددی که اجزای مغناطیسی را در خود جای داده اند، از جمله عایق ها و پوشش ها، قاب ها و شفت موتور کاهش داد.
انتخاب مواد
انتخاب مواد تأثیر کلی بر عملکرد موتور، راندمان و وزن دارد، که بارزترین مثال از این است که چرا بسیاری از تولیدکنندگان از فریم های آلومینیومی به جای فولاد ضد زنگ استفاده می کنند.تولیدکنندگان به آزمایش موادی با خواص الکترومغناطیسی و عایق ادامه داده‌اند و تولیدکنندگان از انواع مواد کامپوزیتی مختلف و همچنین فلزات سبک‌تر استفاده می‌کنند که جایگزین‌های سبک‌تری برای اجزای فولادی ارائه می‌دهند.برای اهداف نصب، بسته به نیازهای خاص کاربر برای موتور نهایی، انواع پلاستیک های تقویت شده، پلیمرها و رزین ها موجود است.همانطور که طراحان موتور به آزمایش و تحقیق در مورد اجزای جایگزین، از جمله پوشش‌ها و رزین‌های با چگالی کمتر برای اهداف آب‌بندی ادامه می‌دهند، آنها جان تازه‌ای به فرآیند تولید می‌بخشند که اغلب بر وزن موتور تأثیر می‌گذارد.علاوه بر این، سازندگان موتورهای بدون فریم را ارائه می دهند که می تواند با حذف کامل قاب بر وزن موتور تأثیر بگذارد.
در نتیجه
فن آوری هایی که از مواد سبک وزن، فرآیندهای ساخت جدید و مواد مغناطیسی برای کاهش وزن موتور و بهبود راندمان موتور استفاده می کنند.موتورهای الکتریکی، به ویژه در کاربردهای خودرو، تعداد فزاینده ای از فناوری های آینده را نشان می دهند.بنابراین، حتی اگر هنوز راه درازی در پیش باشد، امیدواریم که این فناوری به طور فزاینده ای یکپارچه شود، با موتورهای الکتریکی با راندمان بهبود یافته که به مسائل مربوط به صرفه جویی در انرژی می پردازد.
زمان ارسال: ژوئیه-28-2022