Какви са продуктовите бариери за двигатели без ядро?

Понастоящем индустрията за двигатели без ядро ​​има високи продуктови бариери, което затруднява навлизането. Основното предизвикателство се крие в технологията за навиване, по-конкретно обхващаща три измерения: дизайн на навиване, процес на навиване и оборудване за навиване. Дори след преодоляване на технически затруднения и постигане на масово производство, добивът на продукта остава труден за поддържане на постоянно високо ниво поради фактори като колебания на напрежението и напасване на телта по време на процеса на навиване, което допълнително повишава бариерата пред широко{2}}внедряване. 1.. Дизайн на намотките: Дизайнът на намотките е в основата на технологичните бариери на безкорпусния двигател. Това е типичен дълбоко интегриран процес на оптимизация, включващ множество физически полета (електромагнетизъм, термодинамика) и множество дисциплини (електромагнетизъм, наука за материалите, машинно инженерство). Този процес конкретно обхваща три основни задачи: Оптимизиране на електромагнитни и структурни параметри: Необходимо е прецизно съвпадение на параметри като броя на навивките и диаметъра на проводника, за да се постигне оптимално разпределение на магнитното поле и магнитодвижещата сила без ограничения на сърцевината. Това директно определя плътността на мощността, ефективността и изходящия въртящ момент на двигателя. Дизайн на топологията на намотката: За конструкции с неправилна форма на чаша (като цилиндри и дискове), пътят на пространственото разположение, крайното завъртане и методът на фиксиране на проводниците трябва да бъдат прецизно проектирани, за да се гарантира механичната стабилност на намотките и да се избегне деформация или вибрации, причинени от електромагнитни или центробежни сили. Избор на материал и ко-дизайн за управление на топлината: Проводниците трябва да имат както висока проводимост, така и висока якост; едновременно, поради липсата на сърцевина, пътят на разсейване на топлината се променя, което изисква оптимизиране на междината на намотката и съвпадение на топлопроводимостта на изолационния материал, за да се изгради ефективен път на разсейване на топлината и да се контролира повишаването на работната температура. Основното предизвикателство за дизайнерите се крие в балансирането на противоречиви цели като висока плътност на мощността, ниска флуктуация на въртящия момент, малък размер и висока надеждност. Отличният дизайн на намотките не само определя горната граница на производителността на двигателя, но също така полага основата за осъществимостта на процеса и избора на оборудване, което го прави основната и най-критична връзка при формирането на индустриални бариери. 2. Процес на навиване: Процесът на навиване е основната бариера за изграждане на производителност и възможност за масово производство на двигатели без ядро. Този процес има за цел да трансформира отделни емайлирани проводници в самоносеща намотка с достатъчна механична якост. Ключът се крие в прецизния контрол на температурата, налягането и времето, което позволява на изолационния лак (като полиуретан или полиамид-имид) на емайлираните проводници да се стопи термично и да се втвърди, образувайки силна изолационна връзка между съседни проводници, за да издържи на огромната центробежна сила, генерирана от високо-скоростното въртене на двигателя. Нивото на този процес директно определя прецизността, консистенцията и крайната структурна здравина на бобината, като по този начин влияе върху изходния въртящ момент на двигателя, ефективността, NVH (шум, вибрации и грубост) и добива на масово производство. Въз основа на метода на навиване, основните процеси включват главно три вида: право навиване, седловидно навиване и наклонено навиване. Техните технически характеристики и приложими сценарии се различават значително: Право навиване: Метод на навиване на бобина, подходящ за дълги намотъчни структури в двигатели без ядро. Неговата основна характеристика е, че като се използва посоката на оста на статора или ротора на двигателя (т.е. посоката на дължината на двигателя) като отправна точка, напрежението на проводника и траекторията на подреждане се контролират прецизно, за да се навие плътно проводникът по тази посока, образувайки колонна или слоеста правилна намотка. Тъй като трябва да отговаря на изискванията за производство на по-дълги намотки, обикновено изисква множество намотки, което води до относително висока сложност на процеса. Окончателно завършената намотка има добри изолационни характеристики и стабилен изходен въртящ момент. Седловидно навиване: Една от масовите схеми за навиване на бобини в областта на двигателите без сърцевина, а също и често използван метод на навиване в усъвършенстваната технология за двигатели без сърцевина в чужбина. Въз основа на дъгообразния-контур на слотовете на статора на двигателя, жицата се навива с едно непрекъснато движение по дъгообразната-траектория в рамките на слотовете, което води до симетричен „седлообразен-образен“ цялостен профил на намотката-основното тяло на намотката съвпада идеално със слотовете на статора, с леко наклонени и симетрични разширения в двата края. Този метод на навиване е прост и ефективен, не изисква многократно навиване. Завършената намотка може да се похвали с основни предимства като леко тегло, нисък инерционен момент, високо електромагнитно използване, висок изходен въртящ момент и малка времеконстанта. Наклонена намотка: Ключов метод за навиване на бобина в-приложения от висок клас на двигатели без ядро, представляващ напреднала международна технология. По време на навиване жицата се поддържа под ъгъл от 5 градуса -15 градуса спрямо оста на двигателя. Ъгълът на наклона и разстоянието между спиралите се контролират прецизно от машината за навиване, като непрекъснато се навиват по процепите на статора, за да се образува спирална намотка. Тази намотка показва плавно и равномерно разпределение на магнитното поле. Трудността на производството е между тази на право навиване и навиване във формата на седло. Крайният продукт притежава значителни характеристики като минимален инерционен момент, нисък електромагнитен шум, малка времева константа и голямо леко тегло, което го прави подходящ за сценарии със строги изисквания за бърза реакция и нисък шум.

3. Оборудване за навиване на двигатели с куха чаша: Въз основа на техния път на формиране, оборудването за навиване на двигатели с куха чаша се разделя главно на две категории: листово навиване и директно навиване. Навиване на листа: Този процес е дълъг и сложен. Първо, медната тел се навива в дву-диамантена-форма или вълнообразна намотка върху плоска форма. След това намотката се пресова в плоска телена лента с помощта на прецизна форма. Накрая тази телена лента се навива и втвърдява, за да образува окончателната цилиндрична намотка. Характеристики на този метод на формоване: Технологията е зряла, но стъпките са многобройни, а изискванията към материалите (пластичност на емайловия филм) и прецизността на формата са изключително високи. По време на процеса на пресоване и навиване лесно може да възникне повреда на емайловия филм, деформация на проводника или вътрешно напрежение, което да доведе до лоша консистенция и висок процент на скрап. Основното му предимство е способността да произвежда намотки с много къси аксиални дължини, но има значителни недостатъци при производството на намотки с голям-диаметър и висока-мощност. Директно навиване: С помощта на много{13}}осова прецизна намотаваща машина, емайлираната жица се навива директно в три измерения върху цилиндрична форма (дорник) в една стъпка, елиминирайки необходимостта от последващи процеси на изглаждане и валцуване. Характеристиките на този метод на формоване са: кратък път, висока степен на автоматизация и нисък риск от материални щети, което води до висока ефективност и добра консистенция. Усъвършенстваната технология за директно навиване може да произвежда бобини с висока-производителност с по-големи размери, по-висок коефициент на запълване на слота и превъзходна геометрия. Неговите технологични бариери се крият главно в сложността на машината за навиване и прецизността на алгоритъма за управление. Понастоящем това е основният процес за-безядрени двигатели от висок клас.