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全球熱資訊!UNSW團(tuán)隊(duì)打造新型IPMSM高速電機(jī):機(jī)械結(jié)構(gòu)大增強(qiáng) 原型轉(zhuǎn)速達(dá)十萬(wàn)

時(shí)間:2022-09-15 18:24:30 來(lái)源: cnBeta.COM


據(jù)悉,這項(xiàng)新技術(shù)由新南威爾士大學(xué)電氣工程與電信學(xué)院的副教授 Rukmi Dutta 和 Guoyu Chu 博士牽頭研發(fā)。

該團(tuán)隊(duì)稱(chēng),IPMSM 電機(jī)在其轉(zhuǎn)子中嵌入了磁鐵,通過(guò)產(chǎn)生強(qiáng)大的扭矩而擴(kuò)大速度范圍。


(相關(guān)資料圖)

然而現(xiàn)有 IPMSM 的機(jī)械強(qiáng)度較低,因其轉(zhuǎn)子中的鐵橋很薄,這限制了它們所能達(dá)成的最大速度。

好消息是,該校研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)申請(qǐng)了一種新穎的轉(zhuǎn)子拓補(bǔ)專(zhuān)利。除了顯著提升穩(wěn)健性,還減少了每單位功率輸出所需的稀土材料數(shù)量。

新設(shè)計(jì)基于韓國(guó)雙系拱結(jié)構(gòu) Gyopo 鐵路橋的工程特性,以及基于符合曲線的機(jī)械應(yīng)力分布技術(shù)。

最終該 IPMSM 電機(jī)實(shí)現(xiàn)了讓人印象深刻的近每公斤 7 kW 功率密度,可極大地增強(qiáng)電動(dòng)汽車(chē)的性能。

Guoyu Chu 博士補(bǔ)充道,幾乎每家電動(dòng)汽車(chē)治安傲視都在嘗試開(kāi)發(fā)高速電機(jī),畢竟物理定律的性質(zhì)允許其縮小機(jī)器的尺寸。

得益于更小的機(jī)器、更輕的重量、以及更低的能耗,車(chē)輛的續(xù)航里程也可進(jìn)一步提升。

若是以特斯拉為代表的制造商想要運(yùn)用這套電機(jī),規(guī)格修改也只需耗費(fèi)大約 6~12 個(gè)月。

最后,Guoyu Chu 博士熱情地回答了如下問(wèn)題。

首先是(1)與當(dāng)前的 EV 電機(jī)相比,IPMSM 可為每次充電增加多少續(xù)航里程?

我們相信,通過(guò) EV 應(yīng)用擴(kuò)展和優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì),預(yù)計(jì) IPMSM 可較市售產(chǎn)品輕 10~20%、且效率提升 2~5% 。

同時(shí)逆變器也可受益于高速而變得更輕更小,重量減輕與能效的提升有望將續(xù)航延長(zhǎng) 5~10% 。

其次是(2)除釹元素外,IPMSM 還減少了對(duì)哪些稀土礦物的需求?

新型高速電機(jī)技術(shù)有助于減少特定功率所需的永磁體的總體積,因而有助于減少高能永磁體中整體稀土和關(guān)鍵礦物的使用。

若將釤鈷(SmCo)磁鐵用于電機(jī),新技術(shù)可顯著降低對(duì)這兩種元素的使用率 —— 其中釤是一種稀土礦物,而鈷也是一種需求量相當(dāng)大的關(guān)鍵礦物。

然后是(3)與現(xiàn)有 EV 電機(jī)相比,IPMSM 的預(yù)期壽命有何優(yōu)勢(shì)?

得益于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的顯著增強(qiáng),IPMSM 高速電機(jī)的機(jī)械安全系數(shù)可達(dá)市售 EV 電機(jī)的 1.5 - 2 倍。

有鑒于此,我們預(yù)計(jì) IPMSM 高速電機(jī)的使用壽命會(huì)更長(zhǎng)。


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