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减少碳排放!具自动化批产潜力!新一代3D打印电机提
来源:ballbet贝博在线 作者:BB贝博ballbet网页登录时间:2024-02-06 19:13:46 浏览:11

  根据3D科学谷《导电材料的增材制造及全篇总结 l 3D打印+拓扑优化=下一代电机》一文,电动机的最大输出功率由于其预热而受到限制,例如由于允许的绕组温度而受到限制。通常有两个提高功率限制的杠杆:首先,以相同的功率减少损耗,其次,改善散热。绕组的设计在这里起主要作用,因为它是主要的热源。

  Alvier Mechatronics推出了iDS RX 牵引电机,采用基于 SMC 的定子设计,由 Alvier Mechatronics 使用 Höganäs AB 的新型粉末基软磁复合材料 (SMC) 进行设计。通过与Additive Drives合作,将3D打印发夹设计应用到这款采用 SMC 定子铁芯的创新电机中。使用SMC材料的定子铁芯可显着减少二氧化碳排放量,并具有出色的批量生产自动化潜力。

  3D 打印电动汽车电机:功率密度可进一步提高 45%,设计自由度更高,上市时间更快! Additive Drives

  设计和优化:一旦确定了最佳候选机器,Alvier Mechatronics就会进行更详细的热和机械分析。同时,在CAD中进行设计和建模,通常使用 Creo 或 Solid Works建模软件。在电磁方面,详细分析可以包括退磁分析、趋肤损耗和邻近损耗分析,Alvier Mechatronics提供效率和性能的优化。

  验证和测试:Alvier Mechatronics采用组装好的电机原型并进行测试和验证。从几何尺寸、相电阻、相电感和绝缘测试等基本观察开始,然后通过 BEMF 和静态扭矩测试来进行表征,最后,经过全面测试,以验证峰值和连续性能以及效率。

  从车辆驾驶循环规范开始,Alvier Mechatronics定义了电机、逆变器和变速器组合的设计空间,并使用电气化动力总成优化流程 (ePOP) 生成和评估这些组合,结合应用成本、可持续性、重量和效率等指标来确定将开发哪种机器和系统组合作为原型。

  让铜的填充率更高,3D打印在这方面具备独特的优势。目前主要有四种途径加工铜金属,一种是PBF金属3D打印技术类别中的EBM电子束熔化金属3D打印技术;一种是PBF金属3D打印技术类别中的L-PBF激光选区熔化金属3D打印;一种是BJ粘结剂喷射金属3D打印;第四种是FDM挤出式3D打印,不过根据3D科学谷的市场研究,当前FDM挤出式3D打印铜合金的电导率还不足以满足电机的应用。在这方面,市场上熟知的L-PBF选区激光金属熔化3D打印技术以及Binder Jetting粘结剂喷射金属3D打印技术是目前最为主的应用技术。 3D科学谷

  在该项目中,Alvier Mechatronics 和 Additive Drives 联手将3D打印发夹设计应用到采用 SMC 定子铁芯的创新电机中。使用 SMC 材料的定子铁芯可显着减少二氧化碳排放量,并具有出色的批量生产自动化潜力。

  3D打印-增材制造电机(EM)似乎只是时间问题。预测在未来几年内原型拓扑优化电机组件的3D打印将急剧增加,最有可能集中在3D打印机器绕组、热交换器和同步转子上。 3D科学谷

  很简单,卓越的设计意味着卓越的电机。3D 打印使得能够测试和增强重要的属性,例如热性能、绕组拓扑、绝缘材料等。最终,与传统制造相比,功率密度可提高 45%。

  无论是轴向磁通电机还是磁通电机,通过 3D 打印,还可以提供任意数量的定制电动机。尤其是对于要求高但数量少的电机制造来说,3D打印让设计与制造变得简单。

  创新的材料也非常重要,根据3D科学谷的市场了解,Additive Drives与材料制造商大金化学建立了战略合作伙伴关系,开发 PFA 等初级绝缘材料,并且即将推出更多初级绝缘材料,以实现更薄的绝缘材料、更好的油相容性和更长的使用寿命,从而提高电机的效率。

  Additive Drives还在设计新的电线技术,包括专利 NextPin 技术,该技术可显着降低交流损耗。其背后的理念是一种创新的导体技术, 例如,通过在汽车中使用 NextPin 技术,长途旅行可节省高达 50% 的能源。

  为了处理 NVH(电机振动噪声),优化定子接线并创建正弦气隙场非常重要。这种电路背后的努力通常与传统生产中的高成本相关。在这方面,3D科学谷了解到Additive Drives的创新流程可以轻松解决这个问题。减少 NVH 问题不仅可以降低噪音水平,还可以提高使用寿命和效率。

  转子和定子是电机应用的重要零件,国内方面,2023年TCT 亚洲展期间,铂力特展示了新方案六激光金属3D打印设备BLT-S400制造的满版转子定子。单件转子尺寸为39mm×39mm×20mm,单件定子尺寸为46mm×46mm×20mm,满版可成形27个转子和27个定子。3D打印的转子定子一致性高,在保证成形效率的同时兼顾成形质量。

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