Самый быстрый в мире внутренний синхронный двигатель с постоянными магнитами

К

Опубликовано

Форма самого длинного железнодорожного моста в Южной Корее вдохновила инженеров Университета Нового Южного Уэльса на разработку нового высокоскоростного двигателя. Прототип синхронного двигателя с внутренними постоянными магнитами (IPMSM) достиг скорости 100 000 об/мин, что делает его самым быстрым в мире синхронным двигателем с внутренними постоянными магнитами. Двигатели ИПМСМ используются в тяговых приводах электромобилей.

Доцент Университета Нового Южного Уэльса Рукми Дутта; Гоюй Чу.

Новая технология была разработана командой, возглавляемой доцентом Рукми Даттой и доктором Гоюй Чу из Школы электротехники и телекоммуникаций Университета Нового Южного Уэльса.

«Двигатели типа IPMSM имеют магниты, встроенные в роторы, которые создают сильный крутящий момент в расширенном диапазоне скоростей. Однако существующие IPMSM страдают от низкой механической прочности из-за тонких железных перемычек в их роторах, что ограничивает их максимальную скорость. Но команда UNSW запатентовала новую топологию ротора, которая значительно повышает надежность, а также снижает количество редкоземельных материалов на единицу вырабатываемой мощности», — заявляет команда.

«Новый проект основан на инженерных свойствах железнодорожного моста Гёпо, двухярусной арочной конструкции в Южной Корее, а также на методе распределения механических напряжений на основе сложных кривых».

Впечатляющая удельная мощность двигателя, составляющая около 7 кВт на килограмм, потенциально обеспечивает улучшенные характеристики электромобилей, где вес чрезвычайно важен.

«Каждый производитель электромобилей пытается разработать высокоскоростные двигатели, и причина в том, что природа законов физики позволяет уменьшить размер этой машины. А машина меньшего размера весит меньше и потребляет меньше энергии, что дает транспортному средству больший запас хода», — говорит доктор Чу.

«Если бы производитель электромобилей, такой как Tesla, захотел использовать этот двигатель, то, я полагаю, ему потребовалось бы всего от 6 до 12 месяцев, чтобы модифицировать его в соответствии с их спецификациями».

Доктор Чу любезно ответил на дополнительные вопросы CleanTechnica:

1. Каков будет предполагаемый увеличенный запас хода на одной зарядке по сравнению с нынешними электродвигателями?

«Мы считаем, что если мы масштабируем и оптимизируем конструкцию двигателя для электромобилей, ожидается, что он будет на 10–20% легче и на 2–5% эффективнее, чем двигатели, используемые в существующих электромобилях. Инвертор также выиграет от высокой скорости, станет легче и меньше. Уменьшенный вес и повышенная эффективность будут способствовать расширению запаса хода — по приблизительным оценкам, это примерно на 5–10 % больше».

2. Какие редкоземельные минералы потребуются в меньших количествах, кроме неодима?

«Технология высокоскоростных двигателей UNSW может помочь уменьшить общий объем постоянных магнитов, необходимых для обеспечения определенной мощности. Таким образом, это может помочь сократить использование редкоземельных элементов и критически важных минералов в высокоэнергетических постоянных магнитах. Наша технология может помочь сократить использование самария и кобальта, если в двигателе используются магниты SmCo. Самарий — редкоземельный минерал, а кобальт — крайне востребованный минерал».

3. Как долго прослужит такой двигатель по сравнению с нынешними электродвигателями?

«Поскольку высокоскоростной двигатель UNSW имеет значительно усиленную конструкцию ротора, его механический коэффициент безопасности может быть в 1,5–2 раза выше, чем у современных электродвигателей. Следовательно, ожидается, что он будет более механически прочным и будет иметь более длительный срок службы».

Что ж, Илон, я надеюсь, ты попробуешь этот новый мотор!

Дэвид Уотерворт — учитель на пенсии, который делит свое время между заботой о внуках и попытками обеспечить им планету, на которой можно жить. У него длинные позиции в Tesla [NASDAQ:TSLA].

Размещайте рекламу с помощью CleanTechnica, чтобы представить свою компанию миллионам читателей ежемесячно.

Электромобилям нужны аккумуляторы. Батареям нужны катоды. Австралийской горнодобывающей промышленности необходимо продвигаться вверх по цепочке создания стоимости. Все эти потребности будут удовлетворены...