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驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼的發(fā)展歷程及組裝設(shè)備的解決方案
作者: 編輯: 來源: 發(fā)布日期: 2024.11.21
信息摘要:
磁鋼布置技術(shù)的演進(jìn)與自動(dòng)化精細(xì)插入解決方案的應(yīng)用,為電機(jī)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(yù)見未來電機(jī)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更加高效、可靠…

在電機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展中,驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁鋼布置作為影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜、從單一到多元的深刻變革。這一變革不僅推動(dòng)了電機(jī)效率、扭矩輸出等性能指標(biāo)的顯著提升,也為不同應(yīng)用場景下的電機(jī)設(shè)計(jì)提供了更多可能性。然而,隨著磁鋼布置復(fù)雜性的增加,生產(chǎn)組裝過程中的挑戰(zhàn)也日益凸顯。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼

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(jī)性能優(yōu)化中的作用,并介紹自動(dòng)化精細(xì)插入解決方案如何應(yīng)對(duì)生產(chǎn)組裝過程中的挑戰(zhàn),為電機(jī)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(jìn):
(1)從一到V:

早期,通常采用單一的一字型布置方式。主要因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單、易于制造和安裝,有利于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。但在輸出轉(zhuǎn)矩、功率和最大轉(zhuǎn)速相對(duì)有限。隨著技術(shù)的進(jìn)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(jī)在相同的體積和重量下能夠輸出更大的功率和轉(zhuǎn)矩。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁鋼

舉個(gè)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(dá)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(dòng)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(jì)更為先進(jìn)和復(fù)雜,其能夠進(jìn)一步增加磁鋼的數(shù)量和排列密度,從而增加磁場的強(qiáng)度,使得電機(jī)能夠產(chǎn)生更強(qiáng)大的磁場效應(yīng)。
(3)非對(duì)稱磁鋼布置:
目前新能源電驅(qū)所用的大多都是對(duì)稱布置,其優(yōu)點(diǎn)是磁鋼種類較少,能夠降低生產(chǎn)制造難度。但由于對(duì)稱布置的氣隙磁密不是正弦。若要達(dá)到氣隙磁密正弦,非對(duì)稱磁鋼布置是一個(gè)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。

驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子插磁鋼

然而,面對(duì)磁鋼布置技術(shù)的不斷發(fā)展,電機(jī)在性能上得到了顯著提升,但這也對(duì)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(fù)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(qiáng)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(qiáng)而導(dǎo)致的磁鋼損壞。其次,使用特制夾具或優(yōu)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來確保磁鋼在插入過程中受到均勻的支撐和保護(hù),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(dòng)化設(shè)備利用精密機(jī)器人進(jìn)行裝配,準(zhǔn)確控制其運(yùn)動(dòng)軌跡和力度,減少裝配誤差。同時(shí),結(jié)合傳感器和機(jī)器視覺技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)時(shí)監(jiān)測磁鋼位置和狀態(tài),提高裝配效率和準(zhǔn)確性。

轉(zhuǎn)子插好磁

磁鋼布置技術(shù)的演進(jìn)與自動(dòng)化精細(xì)插入解決方案的應(yīng)用,為電機(jī)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(yù)見未來電機(jī)技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更加高效、可靠和智能的發(fā)展。同時(shí),面對(duì)日益復(fù)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(dòng)電機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和升級(jí)。

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