Радиал урсгалын мотортой харьцуулахад тэнхлэгийн урсгалын мотор нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дизайнд олон давуу талтай байдаг. Жишээлбэл, тэнхлэгийн урсгалын мотор нь моторыг тэнхлэгээс дугуйны дотор тал руу шилжүүлснээр хөдөлгүүрийн загварыг өөрчилж чаддаг.
1. Хүчний тэнхлэг
Тэнхлэгийн урсгалын моторууданхаарал улам бүр нэмэгдэж байна (зүтгүүр нэмэгдэж байна). Олон жилийн турш энэ төрлийн моторыг цахилгаан шат, хөдөө аж ахуйн машин механизм гэх мэт суурин хэрэглээнд ашиглаж ирсэн боловч сүүлийн арван жилийн хугацаанд олон хөгжүүлэгчид энэ технологийг сайжруулж, цахилгаан мотоцикл, нисэх онгоцны буудлын кабин, ачааны машин, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, тэр ч байтугай онгоцонд хэрэглэхийн тулд ажиллаж байна.
Уламжлалт радиаль урсгалын моторууд нь байнгын соронз эсвэл индукцийн мотор ашигладаг бөгөөд эдгээр нь жин болон өртгийг оновчтой болгоход мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гаргасан. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийг үргэлжлүүлэн хөгжүүлэхэд олон бэрхшээлтэй тулгардаг. Тэнхлэгийн урсгал болох огт өөр төрлийн мотор нь сайн хувилбар байж болох юм.
Радиал мотортой харьцуулахад тэнхлэгийн урсгалын байнгын соронзон моторын үр дүнтэй соронзон гадаргуугийн талбай нь моторын роторын гадаргуу болохоос гадна диаметр биш юм. Тиймээс моторын тодорхой эзэлхүүнтэй хэсэгт тэнхлэгийн урсгалын байнгын соронзон мотор нь ихэвчлэн илүү их эргүүлэх хүчийг өгч чаддаг.
Тэнхлэгийн урсгалын моторуудилүү авсаархан; Радиал мотортой харьцуулахад моторын тэнхлэгийн урт нь хамаагүй богино байдаг. Дотоод дугуйтай моторын хувьд энэ нь ихэвчлэн чухал хүчин зүйл болдог. Тэнхлэгийн моторын авсаархан бүтэц нь ижил төстэй радиаль мотортой харьцуулахад өндөр чадлын нягтрал болон эргүүлэх хүчний нягтралыг хангаж, улмаар маш өндөр ажиллах хурдны хэрэгцээг арилгадаг.
Тэнхлэгийн урсгалын моторын үр ашиг нь маш өндөр бөгөөд ихэвчлэн 96%-иас давдаг. Энэ нь зах зээл дээрх хамгийн сайн 2 хэмжээст радиаль урсгалын моторуудтай харьцуулах боломжтой эсвэл үр ашгийн хувьд бүр ч өндөр богино, нэг хэмжээст урсгалын замтай холбоотой юм.
Моторын урт нь богино, ихэвчлэн 5-8 дахин богино, жин нь мөн 2-5 дахин багасдаг. Эдгээр хоёр хүчин зүйл нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн платформ зохион бүтээгчдийн сонголтыг өөрчилсөн.
2. Тэнхлэгийн урсгалын технологи
Хоёр үндсэн топологи байдагтэнхлэгийн урсгалын мотор: хос ротортой дан статор (заримдаа торус маягийн машин гэж нэрлэдэг) ба дан ротортой хос статор.
Одоогийн байдлаар ихэнх байнгын соронзон моторууд радиаль урсгалын топологийг ашигладаг. Соронзон урсгалын хэлхээ нь ротор дээрх байнгын соронзоор эхэлж, статор дээрх эхний шүдээр дамжин өнгөрч, дараа нь статорын дагуу радиаль чиглэлд урсдаг. Дараа нь хоёр дахь шүдээр дамжин ротор дээрх хоёр дахь соронзон ган руу хүрдэг. Хос роторын тэнхлэгийн урсгалын топологид урсгалын гогцоо нь эхний соронзноос эхэлж, статорын шүдээр тэнхлэгийн чиглэлд дамжин өнгөрч, тэр даруй хоёр дахь соронзонд хүрдэг.
Энэ нь урсгалын зам нь радиаль урсгалын мотороос хамаагүй богино бөгөөд энэ нь хөдөлгүүрийн эзэлхүүн бага, чадлын нягтрал өндөр, ижил чадлаар үр ашиг өндөр байдаг гэсэн үг юм.
Соронзон урсгал эхний шүдээр дамжин өнгөрч, дараа нь статороор дамжин дараагийн шүд рүү буцаж соронзонд хүрдэг радиаль мотор. Соронзон урсгал нь хоёр хэмжээст замаар дагадаг.
Тэнхлэгийн соронзон урсгалын машины соронзон урсгалын зам нь нэг хэмжээст тул ширхэглэг чиглэлтэй цахилгаан ган ашиглаж болно. Энэ ган нь урсгалыг нэвтрүүлэхэд хялбар болгож, улмаар үр ашгийг сайжруулдаг.
Радиаль флюкс моторууд нь уламжлал ёсоор тархсан ороомог ашигладаг бөгөөд ороомгийн үзүүрүүдийн тал хувь нь ажиллахгүй байдаг. Ороомгийн хэтэрсэн хэсэг нь нэмэлт жин, өртөг, цахилгаан эсэргүүцэл, дулааны алдагдалд хүргэж, дизайнеруудыг ороомгийн загварыг сайжруулахад хүргэдэг.
Ороомог төгсгөлүүдтэнхлэгийн урсгалын моторхамаагүй бага бөгөөд зарим загварууд нь бүрэн үр дүнтэй төвлөрсөн эсвэл сегментчилсэн ороомгийг ашигладаг. Сегментчилсэн статорын радиаль машинуудын хувьд статор дахь соронзон урсгалын замын тасралт нь нэмэлт алдагдал авчирч болох боловч тэнхлэгийн урсгалын моторуудын хувьд энэ нь асуудал биш юм. Ороомгийн ороомгийн загвар нь нийлүүлэгчдийн түвшинг ялгах түлхүүр юм.
3. Хөгжил
Тэнхлэгийн урсгалын моторууд нь дизайн, үйлдвэрлэлийн явцад зарим ноцтой бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд технологийн давуу талуудтай хэдий ч өртөг нь радиаль мотороос хамаагүй өндөр байдаг. Хүмүүс радиаль моторын талаар маш сайн ойлголттой байдаг бөгөөд үйлдвэрлэлийн арга, механик тоног төхөөрөмж нь бэлэн байдаг.
Тэнхлэгийн урсгалын моторын гол бэрхшээлүүдийн нэг нь ротор ба статорын хооронд жигд агаарын зайг хадгалах явдал юм, учир нь соронзон хүч нь радиаль мотороос хамаагүй их тул жигд агаарын зайг хадгалахад хэцүү болгодог. Хос ротортой тэнхлэгийн урсгалын мотор нь дулаан тархалтын асуудалтай байдаг, учир нь ороомог нь статорын гүнд болон хоёр роторын дискний хооронд байрладаг тул дулаан тархалтыг маш хэцүү болгодог.
Тэнхлэгийн урсгалын моторыг үйлдвэрлэхэд олон шалтгааны улмаас хэцүү байдаг. Хос ротортой машиныг холбогч топологитой (өөрөөр хэлбэл төмөр холбогчийг статороос салгаж авах боловч төмөр шүдийг хадгалах) ашиглан хөдөлгүүрийн диаметр болон соронзыг өргөжүүлэхгүйгээр эдгээр асуудлуудын заримыг нь даван туулдаг.
Гэсэн хэдий ч шүдний углуургыг салгах нь механик холболтгүйгээр шүд тус бүрийг хэрхэн засах, байрлуулах гэх мэт шинэ сорилтуудыг авчирдаг. Хөргөх нь бас илүү том сорилт юм.
Роторын диск нь роторыг татдаг тул роторыг гаргаж авах, агаарын зайг хадгалах нь бас хэцүү байдаг. Давуу тал нь роторын дискүүд нь босоо амны цагирагаар шууд холбогдсон тул хүчнүүд бие биенээ цуцалдаг. Энэ нь дотоод холхивч нь эдгээр хүчийг тэсвэрлэдэггүй бөгөөд түүний цорын ганц үүрэг нь статорыг хоёр роторын дискний хоорондох дунд байрлалд байлгах явдал юм.
Давхар статор дан ротортой мотор нь дугуй мотортой адил бэрхшээлтэй тулгардаггүй боловч статорын загвар нь илүү төвөгтэй бөгөөд автоматжуулалт хийхэд хэцүү бөгөөд холбогдох зардал нь бас өндөр байдаг. Уламжлалт радиаль урсгалын мотороос ялгаатай нь тэнхлэгийн моторын үйлдвэрлэлийн процесс болон механик тоног төхөөрөмж саяхан гарч ирсэн.
4. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн хэрэглээ
Автомашины салбарт найдвартай байдал чухал бөгөөд янз бүрийн найдвартай байдал, бат бөх чанарыг нотолж байнатэнхлэгийн урсгалын моторЭдгээр моторууд нь олноор үйлдвэрлэхэд тохиромжтой гэдэгт үйлдвэрлэгчдийг итгүүлэх нь үргэлж бэрхшээлтэй байсаар ирсэн. Энэ нь тэнхлэгийн мотор нийлүүлэгчдийг өөрсдийн өргөн хүрээтэй баталгаажуулалтын хөтөлбөрүүдийг хэрэгжүүлэхэд хүргэсэн бөгөөд нийлүүлэгч бүр өөрсдийн моторын найдвартай байдал нь уламжлалт радиаль урсгалын моторуудаас ялгаатай биш гэдгийг харуулсан.
Элэгддэг цорын ганц эд ангитэнхлэгийн урсгалын моторнь холхивч юм. Тэнхлэгийн соронзон урсгалын урт нь харьцангуй богино бөгөөд холхивчийн байрлал нь илүү ойрхон бөгөөд ихэвчлэн бага зэрэг "хэт том хэмжээтэй" байхаар зохион бүтээгдсэн байдаг. Аз болоход, тэнхлэгийн урсгалын мотор нь роторын масс багатай бөгөөд роторын динамик босоо амны ачааллыг тэсвэрлэж чаддаг. Тиймээс холхивчид үйлчлэх бодит хүч нь радиаль урсгалын моторынхоос хамаагүй бага юм.
Электрон тэнхлэг нь тэнхлэгийн моторын анхны хэрэглээний нэг юм. Илүү нимгэн өргөн нь мотор болон хурдны хайрцгийг тэнхлэгт багтааж чаддаг. Эрлийз хэрэглээнд моторын богино тэнхлэгийн урт нь эргээд дамжуулах системийн нийт уртыг богиносгодог.
Дараагийн алхам бол тэнхлэгийн моторыг дугуй дээр суурилуулах явдал юм. Ингэснээр хөдөлгүүрээс дугуй руу хүчийг шууд дамжуулж, хөдөлгүүрийн үр ашгийг сайжруулж болно. Хурдны хайрцаг, дифференциал болон хөтлөгч голыг хассанаар системийн нарийн төвөгтэй байдал мөн буурсан.
Гэсэн хэдий ч стандарт тохиргоо хараахан гарч ирээгүй бололтой. Тэнхлэгийн моторын янз бүрийн хэмжээ, хэлбэр нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн дизайныг өөрчилж чаддаг тул анхны тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгч бүр тодорхой тохиргоог судалж байна. Радиал мотортой харьцуулахад тэнхлэгийн мотор нь илүү өндөр чадлын нягтралтай байдаг тул жижиг тэнхлэгийн мотор ашиглаж болно гэсэн үг юм. Энэ нь батерейны блокуудыг байрлуулах гэх мэт тээврийн хэрэгслийн платформуудад зориулсан шинэ дизайны сонголтуудыг бий болгодог.
4.1 Сегментчилсэн арматур
YASA (Зүүгүй ба Сегментчилсэн Арматур) моторын топологи нь хос ротортой дан статорын топологийн жишээ бөгөөд үйлдвэрлэлийн нарийн төвөгтэй байдлыг бууруулж, автоматжуулсан массын үйлдвэрлэлд тохиромжтой. Эдгээр моторууд нь 2000-9000 эрг/мин хурдтай үед 10 кВт/кг хүртэлх чадлын нягтралтай байдаг.
Тусгай хянагч ашиглан моторт 200 кВА гүйдэл өгч чадна. Хянагч нь ойролцоогоор 5 литрийн эзэлхүүнтэй бөгөөд диэлектрик тосны хөргөлттэй дулааны удирдлагатай 5.8 килограмм жинтэй бөгөөд тэнхлэгийн урсгалын мотор, индукцийн болон радиаль урсгалын моторуудад тохиромжтой.
Энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн анхны тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид болон нэгдүгээр зэрэглэлийн хөгжүүлэгчдэд хэрэглээ болон боломжтой зайд үндэслэн тохирох моторыг уян хатан сонгох боломжийг олгодог. Жижиг хэмжээ, жин нь тээврийн хэрэгслийг хөнгөн болгож, илүү их батерейтай болгож, улмаар туулах зайг нэмэгдүүлдэг.
5. Цахилгаан мотоциклийн хэрэглээ
Цахилгаан мотоцикл болон ATV-д зориулж зарим компаниуд хувьсах гүйдлийн тэнхлэгийн урсгалын мотор боловсруулсан. Энэ төрлийн тээврийн хэрэгслийн түгээмэл хэрэглэгддэг загвар нь тогтмол гүйдлийн сойз дээр суурилсан тэнхлэгийн урсгалын загварууд байдаг бол шинэ бүтээгдэхүүн нь хувьсах гүйдлийн, бүрэн битүүмжлэгдсэн сойзгүй загвар юм.
Тогтмол болон хувьсах гүйдлийн моторуудын ороомог хөдөлгөөнгүй хэвээр байгаа боловч хос ротор нь эргэлдэгч арматурын оронд байнгын соронз ашигладаг. Энэ аргын давуу тал нь механик ухрах шаардлагагүй юм.
Хувьсах гүйдлийн тэнхлэгийн загвар нь радиаль моторуудад зориулсан стандарт гурван фазын хувьсах гүйдлийн моторын хянагчийг ашиглаж болно. Энэ нь зардлыг бууруулахад тусалдаг, учир нь хянагч нь хурдыг биш харин эргүүлэх хүчний гүйдлийг хянадаг. Хянагч нь ийм төхөөрөмжүүдийн гол давтамж болох 12 кГц ба түүнээс дээш давтамж шаарддаг.
Өндөр давтамж нь 20 µ H бага ороомгийн индуктив чанараас үүсдэг. Давтамж нь гүйдлийн долгионыг багасгахын тулд гүйдлийг хянаж, синусоид дохиог аль болох жигд байлгах боломжтой. Динамик үүднээс авч үзвэл энэ нь эргүүлэх хүчийг хурдан өөрчлөх боломжийг олгосноор хөдөлгүүрийн хяналтыг илүү жигд болгох гайхалтай арга юм.
Энэхүү загвар нь тархсан давхар давхаргат ороомгийг ашигладаг тул соронзон урсгал нь ротороос статороор дамжин өөр ротор руу урсдаг бөгөөд маш богино замтай бөгөөд илүү өндөр үр ашигтай байдаг.
Энэхүү дизайны гол түлхүүр нь 60 В-ын хамгийн их хүчдэлд ажиллах боломжтой бөгөөд өндөр хүчдэлийн системд тохиромжгүй юм. Тиймээс үүнийг цахилгаан мотоцикл болон Renault Twizy зэрэг L7e ангиллын дөрвөн дугуйт тээврийн хэрэгсэлд ашиглаж болно.
60 В-ын хамгийн их хүчдэл нь моторыг 48 В-ын цахилгаан системд нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд засвар үйлчилгээний ажлыг хялбаршуулдаг.
Европын 2002/24/EC тоот журмын L7e дөрвөн дугуйт мотоциклийн техникийн үзүүлэлтэд бараа тээвэрлэхэд ашигладаг тээврийн хэрэгслийн жин нь батерейны жинг оруулаагүй тохиолдолд 600 килограммаас хэтрэхгүй гэж заасан байдаг. Эдгээр тээврийн хэрэгсэл нь 200 килограммаас илүүгүй зорчигч, 1000 килограммаас илүүгүй ачаа, 15 киловаттаас илүүгүй хөдөлгүүрийн чадалтай тээвэрлэхийг зөвшөөрдөг. Тархсан ороомгийн арга нь 75-100 Нм эргүүлэх хүчийг өгч, оргил гаралтын чадал нь 20-25 кВт, тасралтгүй чадал нь 15 кВт болно.
Тэнхлэгийн урсгалын сорилт нь зэс ороомог дулааныг хэрхэн гадагшлуулдагт оршино, учир нь дулаан нь ротороор дамжин өнгөрөх ёстой. Тархмал ороомог нь энэ асуудлыг шийдэх гол түлхүүр юм, учир нь энэ нь олон тооны туйлын үүртэй байдаг. Ингэснээр зэс болон бүрхүүлийн хооронд илүү том гадаргуугийн талбай бий болж, дулааныг гадагш шилжүүлж, стандарт шингэн хөргөлтийн системээр гадагшлуулж болно.
Синусоид долгионы хэлбэрийг ашиглахад олон соронзон туйл нь гол түлхүүр бөгөөд энэ нь гармоникийг бууруулахад тусалдаг. Эдгээр гармоникууд нь соронз болон цөмийг халаах хэлбэрээр илэрдэг бол зэсийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд дулааныг авч явж чадахгүй. Соронз болон төмрийн цөмд дулаан хуримтлагдахад үр ашиг буурдаг тул долгионы хэлбэр болон дулааны замыг оновчтой болгох нь моторын гүйцэтгэлд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Хөдөлгүүрийн загварыг зардлыг бууруулж, автоматжуулсан массын үйлдвэрлэлд хүрэхийн тулд оновчтой болгосон. Шахмал орон сууцны цагираг нь нарийн төвөгтэй механик боловсруулалт шаарддаггүй бөгөөд материалын зардлыг бууруулж чадна. Ороомгийг шууд ороож болох бөгөөд угсралтын зөв хэлбэрийг хадгалахын тулд ороомгийн процессыг ашиглаж болно.
Гол санаа нь ороомог нь худалдаанд байдаг стандарт утсаар хийгдсэн бол төмөр цөм нь стандарт трансформаторын гангаар бүрсэн бөгөөд үүнийг зүгээр л хэлбэрт оруулах шаардлагатай байдаг. Бусад моторын загваруудад цөмийг бүрхэхэд зөөлөн соронзон материал ашиглахыг шаарддаг бөгөөд энэ нь илүү үнэтэй байж магадгүй юм.
Тархмал ороомог ашиглах нь соронзон ганг сегментчилэх шаардлагагүй гэсэн үг юм; Тэдгээр нь илүү энгийн хэлбэртэй, үйлдвэрлэхэд хялбар байж болно. Соронзон гангийн хэмжээг багасгаж, үйлдвэрлэхэд хялбар байдлыг хангах нь зардлыг бууруулахад чухал нөлөө үзүүлдэг.
Энэхүү тэнхлэгийн урсгалын моторын загварыг хэрэглэгчийн шаардлагын дагуу өөрчлөх боломжтой. Үйлчлүүлэгчид үндсэн дизайны дагуу боловсруулсан хувилбаруудыг захиалгаар хийсэн. Дараа нь үйлдвэрлэлийн эрт баталгаажуулалтад зориулж туршилтын үйлдвэрлэлийн шугам дээр үйлдвэрлэж, бусад үйлдвэрүүдэд хуулбарлах боломжтой.
Тохируулга нь голчлон тээврийн хэрэгслийн гүйцэтгэл нь зөвхөн тэнхлэгийн соронзон урсгалын моторын дизайнаас гадна тээврийн хэрэгслийн бүтэц, батерейны багц, BMS-ийн чанараас хамаардагтай холбоотой юм.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 9-р сарын 28
