信息摘要:
磁鋼布置技術(shù)的演進與自動化精細插入解決方案的應用,為電機性能優(yōu)化注入了新的活力。通過不斷探索和創(chuàng)新,可以預見未來電機技術(shù)將實現(xiàn)更加高效、可靠…
在電機技術(shù)的快速發(fā)展中,驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子的磁鋼布置作為影響驅(qū)動電機性能的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)歷了從簡單到復雜、從單一到多元的深刻變革。這一變革不僅推動了電機效率、扭矩輸出等性能指標的顯著提升,也為不同應用場景下的電機設(shè)計提供了更多可能性。然而,隨著磁鋼布置復雜性的增加,生產(chǎn)組裝過程中的挑戰(zhàn)也日益凸顯。
本文將深入探討磁鋼布置技術(shù)的發(fā)展歷程,分析其在電機性能優(yōu)化中的作用,并介紹自動化精細插入解決方案如何應對生產(chǎn)組裝過程中的挑戰(zhàn),為電機制造業(yè)的未來發(fā)展提供新的思路。
一、磁鋼布置技術(shù)的演進:
(1)從一到V:
早期,通常采用單一的一字型布置方式。主要因為其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造和安裝,有利于電機的穩(wěn)定運行。但在輸出轉(zhuǎn)矩、功率和最大轉(zhuǎn)速相對有限。隨著技術(shù)的進步,V型布置成為了一種重要的布置方式,其結(jié)構(gòu)的交軸電感比一字型更大,直接提高了磁阻轉(zhuǎn)矩,使得電機在相同的體積和重量下能夠輸出更大的功率和轉(zhuǎn)矩。

舉個例子:2003款與2004款豐田Prius的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)有所不同。2003款轉(zhuǎn)子內(nèi)永磁體呈一字型,輸出轉(zhuǎn)矩為350Nm,功率為33kW,最大轉(zhuǎn)速為5600r/min。而2004款轉(zhuǎn)子內(nèi)永磁體為V型,輸出轉(zhuǎn)矩提升至400Nm,功率增至50kW,最大轉(zhuǎn)速達6000r/min。
由此可以看出,從一字型到V型的轉(zhuǎn)變意味著磁路的變化。V型結(jié)構(gòu)的交軸電感比一字型更大,這直接提高了磁阻轉(zhuǎn)矩、扭矩密度以及更佳的動力性能。
(2)從單層到雙層:
如下圖,相較于從一到V型的布置方式,雙層V+1型的設(shè)計更為先進和復雜,其能夠進一步增加磁鋼的數(shù)量和排列密度,從而增加磁場的強度,使得電機能夠產(chǎn)生更強大的磁場效應。
(3)非對稱磁鋼布置:
目前新能源電驅(qū)所用的大多都是對稱布置,其優(yōu)點是磁鋼種類較少,能夠降低生產(chǎn)制造難度。但由于對稱布置的氣隙磁密不是正弦。若要達到氣隙磁密正弦,非對稱磁鋼布置是一個好的解決方案,這種布置方式能使氣隙磁密更大程度正弦化,從而提高反電勢的正弦程度。
然而,面對磁鋼布置技術(shù)的不斷發(fā)展,電機在性能上得到了顯著提升,但這也對生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)提出了更高的要求。一方面,磁鋼的精確定位與裝配難度隨著布置方式的復雜化而不斷增加。另一方面,為滿足不同布置方式的需求,磁極極性的精確控制也是一大需求,需在磁鋼插入和固定過程中確保極性不被改變。
二、解決方案
1.磁鋼強磁性&易碎性
采用專用的磁鋼抓取工具,避免在抓取過程中因磁力過強而導致的磁鋼損壞。其次,使用特制夾具或優(yōu)化傳動機構(gòu)來確保磁鋼在插入過程中受到均勻的支撐和保護,減少碎磁現(xiàn)象。
2.極性的精確控制與裝配精度
通過精確控制電流方向?qū)崿F(xiàn)磁鋼極性的精確控制。自動化設(shè)備利用精密機器人進行裝配,準確控制其運動軌跡和力度,減少裝配誤差。同時,結(jié)合傳感器和機器視覺技術(shù)的應用,實時監(jiān)測磁鋼位置和狀態(tài),提高裝配效率和準確性。
磁鋼布置技術(shù)的演進與自動化精細插入解決方案的應用,為電機性能優(yōu)化注入了新的活力。通過不斷探索和創(chuàng)新,可以預見未來電機技術(shù)將實現(xiàn)更加高效、可靠和智能的發(fā)展。同時,面對日益復雜的市場需求和不斷變化的技術(shù)環(huán)境,我們需持續(xù)關(guān)注和投入研發(fā)力量,推動電機技術(shù)的不斷進步和升級。