Двигатели с осевым магнитным потоком: почему, несмотря на простоту изготовления прототипов, их серийное производство оказывается столь сложной задачей?
В последние два года самым популярным технологическим направлением в сфере электроприводов, без сомнения, стали двигатели с осевым магнитным потоком. По форме они напоминают “большой пирог”, их толщина составляет всего треть от толщины традиционных двигателей, а плотность мощности превышает показатели традиционных двигателей на 30%–50%, что делает их ключевым силовым решением для высокотехнологичных электромобилей, колесных приводов, летательных аппаратов eVTOL и суставов роботов.
Однако в отрасли существует неловкая реальность: прототипы расцветают повсюду, а серийного производства почти нет. В лабораториях одна за другой появляются прототипы с блестящими характеристиками, но пройти автомобильный уровень и наладить стабильное серийное производство способны лишь единицы — такие как YASA, приобретённая Mercedes, и отечественная Panggu Power. Основная причина в том, что между прототипом и серийным производством лежит трудно преодолимая пропасть.
Двигатель с магнитным потоком Flux Motor
На стадии прототипа стремятся к «оптимуму по отдельным точкам» и обладают тремя привилегиями, недостижимыми в серийном производстве: материалы без оглядки на стоимость — N52EH NdFeB и SMC можно выбирать свободно; точность обеспечивается вручную — медленное электроэрозионное резание, плоское шлифование и даже ручная шабровка опытным мастером, индивидуальная доводка каждой детали для равномерности воздушного зазора; измеряют только пиковые характеристики, не считаясь с ресурсом в 100 000 км и нагревом при длительной высокой нагрузке.
Маркированная разборка аксиального двигателя
Серийное производство означает, что все допуски отобраны, и на пути стоят четыре главных препятствия. Первое — нулевая толерантность микронного воздушного зазора. Плоский зазор аксиального двигателя обычно составляет всего 0,5–1,5 мм, а равномерность необходимо удерживать в пределах ± десятков микрон; в «сэндвич»-конструкции при сближении статора и ротора магнитное притяжение достигает почти тонны, и малейший перекос при сборке ведёт к затиранию и заклиниванию. Второе — слепые зоны автоматизированного оборудования. Существующие линии в основном спроектированы под цилиндрические радиальные двигатели, тогда как плоская конструкция аксиального двигателя, спиральная обмотка и тонкие хрупкие магнитные пластины требуют совершенно новых аппаратных решений, а среда сильного магнитного поля создаёт помехи для захвата манипулятором. Третье — сложность охлаждения. Статор зажат между двумя роторами, как начинка в «сэндвиче», и тепло трудно отводить; при длительной высокой нагрузке выше 120 °C магниты необратимо размагничиваются. Четвёртое — высокая стоимость цепочки поставок высокоэффективных материалов: стабильность серийного выпуска и ценовое давление для SMC, высокосортной кремнистой стали и термостойких изоляционных материалов весьма ощутимы.
Аксиальный двигатель Jiuju для БПЛА
Сегодня Mercedes YASA уже устанавливается на полностью электрические модели AMG, а Panggu Power в сегменте коммерческих автомобилей достигла поставок уровня десятков тысяч единиц, и отрасль постепенно преодолевает порог серийного производства. Однако в ближайшие 5–8 лет, скорее всего, сохранится расклад, при котором массовый объём дают радиальные двигатели с плоским проводом, а аксиальные двигатели берут на себя верхний сегмент.
Двигатель с осевым магнитным потоком (Axial Flux Motor)
Прототип проверяют по электромагнитному расчёту, а серийное производство выигрывается системными возможностями. Для решения задач автоматизированной сборки и контроля точности при серийном выпуске аксиальных двигателей Jiuju предлагает решения по автоматизированной сборке и намагничиванию, адаптированные к дисковым двигателям, охватывающие такие ключевые операции, как прецизионная установка магнитов, соединение статора и ротора по усилию и положению и встроенный контроль воздушного зазора; за счёт сервоприводного управления усилием плавно гасится сильное магнитное притяжение, обеспечивая микронную точность сборки и стабильность серийного выпуска и давая технологическую и аппаратную поддержку перехода аксиальных двигателей от прототипа к крупносерийному производству.
Часто задаваемые вопросы по автоматизации электродвигателей
Видео с примерами автоматизации электродвигателей
Новости электромоторной отрасли
К сожалению, для вас не найдено никакой информации
К сожалению, для вас не найдено никакой информации
За пределами цеха на погрузочной площадке царило оживление. После многократных этапов наладки всего станка, имитационной проверки серийного производства и заводского контроля качества линия автоматической сборки двигателей постоянного тока Jiuju прошла все этапы отгрузки с завода, была вовремя погружена на грузовики и вот-вот отправится на производственную базу заказчика, помогая проекту заказчика планомерно переходить к серийному выпуску.
В то время как автомобили на новых источниках энергии и роботы привлекают к себе всеобщее внимание, в таких промышленных сферах, как лифтовые тяговые механизмы, вентиляторы и насосы, тихо внедряются двигатели с осевым магнитным потоком. Здесь важны не впечатляющие технические характеристики, а счета за электроэнергию и надежность при серийном производстве.
В то время как автомобили на новых источниках энергии и роботы привлекают к себе всеобщее внимание, в таких промышленных сферах, как лифтовые тяговые механизмы, вентиляторы и насосы, тихо внедряются двигатели с осевым магнитным потоком. Здесь важны не впечатляющие технические характеристики, а счета за электроэнергию и надежность при серийном производстве.
Многополюсная архитектура даёт высокочастотную основную гармонику; при 10 000 об/мин основная частота достигает нескольких кГц. Традиционные IGBT имеют взлетающие потери переключения и сильный нагрев — именно МГц-возможность переключения SiC MOSFET делает их подходящей парой высокочастотным многополюсным осевым двигателям.
Jiuju Automation
Spanish
French
German
Hindi