Axiális fluxus vs radiális fluxusmotorok: mikor illik jobban a tárcsás motor?

A legtöbb ipari villanymotor radiális fluxusos kialakítást használ.

Ez egy kiforrott, széles körben használt szerkezet, amely jól működik szivattyúkban, ventilátorokban, szállítószalagokban, kompresszorokban és számtalan más gépben.

Az axiális fluxusmotorok más megközelítést alkalmaznak.

Ahelyett, hogy a mágneses teret főként egy hengeres motor sugara mentén helyezné el, egy axiális fluxusú motor a mágneses fluxust a tengely tengelye mentén irányítja. Így jön létre az ismerős lapos, tárcsa alakú felépítés, ezért az axiális fluxusmotorokat tárcsamotoroknak is szokták nevezni.

Az eltérő geometria hasznos előnyökkel járhat, de ez nem jelenti azt, hogy az axiális fluxusmotor automatikusan minden géphez a megfelelő választás.

Az igazi kérdés a következő: Mire van szüksége az alkalmazásnak a motortól?

Mi a fő különbség az axiális és a radiális fluxus között?

A legkönnyebben észrevehető különbség a forma.

A hagyományos radiális fluxusos motorok általában hosszabb hengeres testtel rendelkeznek. A forgórész az állórész belsejében vagy körül forog, és a mágneses fluxus főleg radiális irányban halad.

Az axiális fluxusú motor általában szélesebb és rövidebb.

Aktív mágneses felületei egy axiális légrésben állnak egymással szemben, lehetővé téve a nyomaték előállítását viszonylag nagy hatásos sugáron keresztül.

Ez a geometria megváltoztatja, hogy a motor hogyan használja fel a telepítési helyet.

Előfordulhat, hogy a sok axiális térrel rendelkező gépnek nincs oka eltávolodni a hagyományos radiális motortól.

De ha az axiális hossz korlátozott, egy tárcsa alakú motor más csomagolási lehetőséget nyithat meg.

Miért számít a motor átmérője a nyomaték szempontjából?

A nyomatékot nem pusztán a motor teljesítménye határozza meg.

Az elektromágneses erő hatásának sugára is számít.

Az axiális fluxusú motorok viszonylag nagy aktív átmérőt használhatnak, miközben a motort axiális irányban röviden tartják. Ez vonzóvá teheti az architektúrát olyan alkalmazások számára, amelyek nagy nyomatékot igényelnek hosszú motorház nélkül.

Ez nem jelenti azt, hogy minden axiális fluxusú motor automatikusan nagyobb nyomatékot termel, mint minden radiális motor.

A motor átmérője, a mágneses terhelés, a tekercs kialakítása, a hűtés és a fordulatszám egyaránt befolyásolja a végeredményt.

De a geometria egy másik módot ad a tervezőknek a nyomaték és a beépítési hely egyensúlyának megteremtésére.

Ez különösen fontos az alacsony fordulatszámú, nagy nyomatékú alkalmazásoknál.

Ahol az alacsony fordulatszámú, nagy nyomatékú működés hasznossá válik

Sok ipari rendszer nagy sebességű motort használ sebességváltóval vagy más mechanikus redukciós fokozattal együtt.

A sebességváltó a motor fordulatszámát alacsonyabb kimeneti fordulatszámra és nagyobb kimeneti nyomatékra alakítja át.

Egyes alkalmazásokban az axiális fluxusú állandó mágneses motort úgy lehet megtervezni, hogy a kívánt gépfordulatszámhoz közelebb működjön.

Ez csökkentheti a szükséges mechanikai redukció mértékét, vagy bizonyos esetekben támogathatja a közvetlen meghajtású elrendezést.

A Jiangnan Electric jelenlegi axiális fluxusos és állandó mágneses termékcsaládja számos példát tartalmaz az ilyen típusú működési pontokra.

A JNPM520-30 névleges teljesítménye 30 kW és 245 ford./perc 1169 N·m névleges nyomatékkal, míg a JNPM520-45 névleges teljesítménye 45 kW és 245 ford./perc 1754 N·m névleges nyomatékkal. Ugyanebbe a termékcsaládba tartoznak a nagyobb sebességű modellek is, mint például a 7,5 kW-os JNPM275-7,5 1450-es fordulatszámon és a 15 kW-os JNPM275-15 3000-es fordulatszámon.

Ez a tartomány egy fontos pontot szemléltet: az axiális fluxus technológia nem korlátozódik egy sebességtartományra vagy egy alkalmazásra.

A motort továbbra is a tényleges nyomaték-fordulatszám-követelménynek megfelelően kell megtervezni.

Valódi közvetlen meghajtású példa: gerendaszivattyús berendezés

A Jiangnan Electric egyik gyakorlati alkalmazása a JNPM520-45 permanens mágneses tárcsamotor, amelyet sugárszivattyús meghajtórendszerben használnak.

A dokumentált konfiguráció a következő:

• névleges teljesítmény: 45 kW;
• névleges fordulatszám: 245 ford./perc;
• névleges nyomaték: 1754 N·m;
• tápfeszültség: 380 V;
• védelmi szint: IP55;
• hűtés: természetes hűtés;
• szerelés: vízszintes;
• tengelyelrendezés: kulcsos üreges tengely.

Az alacsony üzemi fordulatszám és a nagy nyomaték lehetővé teszi, hogy a motort a hagyományos, nagy sebességű ipari motoroktól eltérően integrálják.

Az ilyen típusú alkalmazásokban a lemez-motor architektúra értéke nem egyszerűen az, hogy a motor "fejlettebb".

A gyakorlati hasznot a motorszerkezet és a hajtáslánc összehangolása jelenti.

A termékdokumentáció kifejezetten leírja, hogy a tárcsaszerkezet rövid tengelyirányú, és alkalmas olyan telepítésekhez, ahol korlátozott a tengelyirányú hely, beleértve a szivattyúegység átviteli berendezéséhez való közvetlen csatlakozást.

A kompakt axiális hossz megváltoztathatja a gép elrendezését

A géptervezők gyakran először a motor teljesítményére és nyomatékára összpontosítanak.

A fizikai csomagolás néha csak később jelent problémát.

Az axiális fluxusmotor akkor lehet hasznos, ha a rendelkezésre álló hely viszonylag széles átmérőjű, de a tengely irányában korlátozott.

Tipikus példák lehetnek:

• kompakt ipari meghajtó modulok;
• közvetlen hajtású gépek;
• berendezések utólagos felszerelése;
• mobil berendezések;
• korlátozott hajtáslánchosszú gépek.

A Jiangnan jelenlegi tárcsamotoros prospektusa egy 7,5 kW-os ipari konfigurációt tartalmaz, amely 1450 ford./perc sebességgel működik, valamint 30 kW-os és 45 kW-os alacsony sebességű olajmező-konfigurációkat. A brosúra kifejezetten a rövid axiális formát helyezi el, amely hasznos a kompakt berendezések elrendezéséhez.

Nem az a fontos, hogy az axiális motor mindig kisebb.

Egyszerűen más az aránya.

Egy szélesebb, laposabb motor olyan csomagolási problémákat tud megoldani, amelyeket egy hosszú hengeres motor nem tud.

Mi a helyzet a hatékonysággal?

Az állandó mágneses axiális fluxusmotorok nagy hatásfokkal tervezhetők.

Rövid mágneses útjuk és permanens mágneses gerjesztésük bizonyos veszteségeket csökkenthet néhány hagyományos motorszerkezethez képest.

A hatékonyságot azonban mindig a tényleges motoradatok és a működési pont alapján kell értékelni.

A motor hatásfoka a következőkkel változik:

• sebesség;
• terhelés;
• tekercselés kialakítása;
• mágneses anyagok;
• hűtés;
• meghajtó beállításai.

Egy ipari vásárló számára a hasznos kérdés nem az: "Az axiális fluxus motorok hatékonyabbak?"

Egy jobb kérdés: "Milyen hatásfokot ér el ez a motor olyan fordulatszámon és terhelés mellett, ahol a gépem általában működik?"

Ez a különbségtétel azért fontos, mert sok gép nem tölti üzemidejének nagy részét pontosan 100%-os névleges terhelés mellett.

A Jiangnan saját lemezmotoros fejlesztése állandó mágneseket, axiális fluxusszerkezetet és nanokristályos lágymágneses anyagokat használ a kiválasztott kivitelekben. A cég anyagai a célt a mágneses és tekercselési veszteségek csökkentéseként írják le, miközben megtartják a kompakt szerkezetet.

Egy valós projekt esetében azonban a hatékonyságot az adott motormodellhez képest kell megerősíteni, ahelyett, hogy egy százalékot alkalmaznának a teljes termékcsaládra.

Az axiális fluxus motor mindig megszünteti a sebességváltót?

Nem.

Ez egy másik pont, amelyet gyakran túlságosan leegyszerűsítenek.

Az axiális fluxusú motor kis fordulatszámú, nagy nyomatékú működésre tervezhető, ami egyes gépeknél közvetlen hajtást is lehetővé tehet.

De a sebességváltó eltávolítása a szükségestől függ:

• kimeneti sebesség;
• folyamatos nyomaték;
• csúcsnyomaték;
• gép tehetetlensége;
• indulási feltételek;
• rendelkezésre álló telepítési hely;
• hajtásvezérlési stratégia.

Ha a gép nagyon eltérő fordulatszám-tartományt vagy áttételt igényel, akkor is a sebességváltó lehet a jobb megoldás.

A közvetlen meghajtás alkalmazási döntés, nem pedig minden tárcsamotor automatikus funkciója.

A hőkezelés továbbra is számít

A rövid motorház nem szünteti meg a megfelelő hűtés szükségességét.

A nagy nyomaték nagy elektromágneses terhelést jelent, és a keletkező hőnek továbbra is el kell hagynia a motort.

Az axiális fluxusos kialakítások számára előnyös lehet nagy felületük, de a tényleges hőteljesítmény a belső szerkezettől és a hűtési módtól függ.

Különböző ipari alkalmazások használhatnak természetes hűtést, kényszerlevegős hűtést vagy folyadékhűtést.

A Jiangnan jelenlegi termékkínálata különböző hűtési elrendezéseket tartalmaz az axiális fluxusos és állandó mágneses motorokhoz, nem pedig minden teljesítményszinthez egy hűtési módot.

Az OEM-projekteknél ezért a munkaciklust és a telepítési környezetet a névleges teljesítménnyel együtt kell figyelembe venni.

Az axiális fluxus nem automatikusan jobb, mint a radiális fluxus

A radiális fluxusmotorok továbbra is a megfelelő megoldást jelentik nagyon sok gép számára.

Kiforrott gyártási folyamatokkal, megalapozott keretszabványokkal, széles beszállítói elérhetőséggel és jól érthető telepítési gyakorlattal rendelkeznek.

Ha egy szabványos radiális motor már megfelel a gép méretre, hatékonyságra, nyomatékra, költségre és megbízhatóságra vonatkozó követelményeinek, a motor architektúrájának megváltoztatása szükségtelen fejlesztési munkával járhat.

Az axiális fluxus érdekesebbé válik, ha az alkalmazásnak konkrét oka van a használatára.

Tipikus okok a következők:

• korlátozott axiális beépítési hely;
• alacsony fordulatszámú, nagy nyomatékú működés;
• érdeklődés a közvetlen hajtás iránt;
• nagy nyomatékigény kompakt csomagban;
• súly vagy csomagolási korlátok;
• a hajtáslánc újratervezésének szükségessége ahelyett, hogy egyszerűen lecserélné a meglévő szabványos motort.

Ezért a gépnek kell az első helyen lennie.

Mit kell biztosítania az OEM-nek az axiális fluxus motor kiválasztása előtt?

Az olyan kérés, mint például a "30 kW-os axiális fluxusmotorra van szükségünk", hasznos kiindulópont, de nem elegendő a végső kiválasztáshoz.

Ipari projektek esetén a következő információk hasznosabbak:

• névleges teljesítmény;
• névleges sebesség;
• folyamatos nyomaték;
• szükséges csúcsnyomaték;
• feszültség;
• működési sebesség tartomány;
• munkaciklus;
• terhelési jellemzők;
• tengely méretei;
• szerelési mód;
• maximális rendelkezésre álló motorátmérő;
• legnagyobb megengedett axiális hossz;
• hűtési feltételek;
• környezeti hőmérséklet;
• védelmi követelmény;
• meghajtó vagy inverter információk.

Egy meglévő gép esetében fényképek, motor adattábla és mechanikai rajz jelentősen lerövidítheti a kiválasztási folyamatot.

A közvetlen hajtású átalakításhoz a meglévő sebességváltóval és a végsebességgel kapcsolatos információk is fontosak.

Jiangnan elektromos axiális fluxus motor opciók

A Hangzhou Jiangnan Electric Motor Co., Ltd. jelenleg axiális fluxusú villanymotorokat, hagyományos PMSM-eket és egyéb állandó mágneses motorplatformokat kínál ipari alkalmazásokhoz.

A jelenlegi JNPM család az alacsony fordulatszámú, a nagy nyomatékú és a nagyobb sebességű üzemi pontokat egyaránt lefedi. Példák:

A motort továbbra is a tényleges gépigény alapján kell kiválasztani, nem pedig a teljesítmény alapján.

Az OEM fejlesztési és utólagos beszerelési projektek esetében a Jiangnan Electric felülvizsgálhatja az ügyfél sebességét, nyomatékát, a telepítési keretet, a meghajtórendszert és a mechanikai interfészt, mielőtt megfelelő konfigurációt javasolna.

Válassza ki a gép körüli motorarchitektúrát

A fő különbség az axiális fluxusú és a radiális fluxusú motorok között nem egyszerűen az alak.

A különböző elektromágneses geometriák megváltoztatják a motor becsomagolását és a nyomaték fejlesztését a csomagon belül.

Hagyományos gépek esetében, amelyek szabványos rögzítéssel és sok beépítési hellyel rendelkeznek, a radiális fluxusmotor maradhat a legpraktikusabb választás.

Olyan gépeknél, ahol az axiális hossz, az alacsony fordulatszámú nyomaték vagy a hajtáslánc egyszerűsítése számít, az axiális fluxusú motor hasznos alternatívát jelenthet.

A legjobb döntés a géppel kezdődik: szükséges nyomaték → szükséges fordulatszám → szabad hely → hajtáslánc → munkaciklus → hűtés → motor architektúra.

Ha ezek a feltételek tisztázottak, sokkal könnyebb lesz eldönteni, hogy a tárcsamotor valóban hasznos-e, vagy egyszerűen más.

Hangzhou Jiangnan Electric Motor Co., Ltd. | www.jnelectricmotor.com

Jogi nyilatkozat

A cikkben szereplő információk csak általános tájékoztatást szolgálnak. A termék specifikációit, teljesítményét, konfigurációs lehetőségeit és alkalmasságát részletesen értékelni kell a tervezett alkalmazáshoz és a tényleges működési feltételekhez. Termék kiválasztása, vásárlása vagy használata előtt kérjük, erősítse meg a vonatkozó részleteket a Jiangnan Electric vállalattal, és tekintse meg a vonatkozó műszaki dokumentációt és az elfogadott specifikációkat. Ez a cikk nem helyettesíti a termékspecifikus utasításokat vagy a professzionális műszaki értékelést.