Индивидуальный дизайн электродвигателя: Полное руководство по проектированию

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию

Производители оборудования помогают нам узнать, какое оборудование необходимо для работы заказчику. Мы знаем, как разработать двигатель, оптимальный для конкретного заказчика. Это подробное руководство поизготовлению электродвигателейна заказ.

1. Основные возможности для производителей оборудования по индивидуальному заказу

Матрица технических настроек

Параметр

Стандартный двигатель

Возможности настройки

Влияние на промышленность Directory, надежный производитель/поставщик/завод из Китая

Размер корпуса

Стандарт IEC / NEMA

Компактные/плоские конструкции

Экономия пространства на 15-40%

Обмотки

Обычная медь

Обмотки из литой проволоки / фольги

Повышение эффективности на 3-8%

Магниты

Ферритовый стандарт

Высококачественный NdFeB/SmCo

увеличение крутящего момента на 20-30%

Подшипники

Стандартная глубокая канавка

Керамический гибрид со смазкой

Срок службы в 2-3 раза больше

Энкодеры

Опционально с возможностью увеличения

Абсолютное/многооборотное

позиционирование ±0,01°

Охлаждение

Стандарт TEFC

Жидкостное/водородное охлаждение

Увеличение удельной мощности на 50%


Расширенные опции:

• Интегрированные блоки электропривода

• Конструкция с полым валом

• Нестандартная геометрия фланца/кронштейна

• Сертификаты взрывозащищенности


2. Процесс проектирования электромагнитных устройств

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию


Этапы оптимизации сердечника


Проектирование магнитной цепи:

• Выбор комбинации полюсов и пазов (9S6P для снижения уровня заклинивания)

• Оптимизация воздушного зазора (обычно 0,5-1,5 мм)

• Анализ плотности потока (насыщенность 1,2-1,8 Тесла)

Конфигурация обмоток:

• Распределенные и концентрированные обмотки

• Литцевый провод для высокочастотных применений

• Высокоточные автоматические намоточные станки

Методы минимизации потерь:

• Уменьшение вихревых токов (слои толщиной 0,2 мм)

• Снижение потерь в меди переменного тока (многожильные провода)

• Сегментация магнитов (4-6 штук на полюс)

3. Технические аспекты

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию

Конструктивные элементы


Материалы рамы:

• Алюминий (для легких применений)

• Чугун (для условий с высокой вибрацией)

• Нержавеющая сталь (для агрессивных сред)

Подшипниковые системы:

• Радиальные шарикоподшипники (общего назначения)

• Радиально-упорный контакт (для применения при осевых нагрузках)

• Магнитные подшипники (не требуют технического обслуживания)

Регулирование температуры:

• Оптимизация ребер охлаждения (проверено CFD)

• Каналы жидкостного охлаждения (для > 50 кВт)

• Материалы с фазовым переходом (для применения с высокой плотностью)

4. Передовые технологии производства


Передовые методы производства

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию

Технология

Преимущество

Приложение

Аддитивные обмотки

на 15% увеличенное заполнение пазов

Двигатели для аэрокосмической промышленности

Гибридное литье под давлением

Интегрированное охлаждение

Электромеханическая тяга

Лазерная абляция

Высокоточные воздушные зазоры

Медицинские устройства

Автоматизированный VPI

Беспустотная изоляция

Высоковольтные приложения


Стандарты допуска:

• Концентричность ротора:

• Биение вала:

• Допуск намотки: ± 1 оборот

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию

5. Интеграция системы управления


Современные архитектуры управления


Опции датчиков:

Эффект Холла (низкая стоимость)

Энкодеры (17-разрядные абсолютные значения)

Бессенсорные алгоритмы (FOC высокого класса)

Совместимость с приводами:

Частота ШИМ (обычно 8-16 кГц)

Настройка управления в полевых условиях

Интерфейсы CANopen/EtherCAT

Функции защиты:

Обнаружение снижения насыщенности

Контроль RTD статора

Защита от замыканий на землю

6. Протокол проверки и тестирования


Комплексная тестовая матрица

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию


(1). Тестирование производительности:

Кривые зависимости крутящего момента от скорости (нагрузка 0-200%)

Отображение эффективности (согласно IEC 60034-2-1)

Анализ формы сигнала обратной ЭДС

(2). Экологические испытания:

Термоциклирование (5 циклов в минуту)

Вибрация (максимальная нагрузка 20 г, 3 оси)

Распыление соли (500 часов в соответствии с ASTM B117)

(3). Испытание на долговечность:

Ускоренный износ (более 10 000 часов)

Цикл "Пуск-остановка" (более 50 000 циклов)

Анализ смазки подшипников

7. Стратегии оптимизации затрат


Разработка для повышения технологичности


Модульная конструкция (совместное использование оснастки)

Стандартизированные схемы намотки

3D-печать из нескольких материалов

Технический анализ стоимости

Факторы, определяющие затраты:

Магниты (25-40% от спецификации)

Медные обмотки (15-25%)

Прецизионная механическая обработка (10-20%)

Контроль качества (5-15%)

8. План сертификации


Глобальные требования соответствия


Безопасность: UL 1004, IEC 60034

Эффективность: классы IE, нормативы DOE

ЭМС: серия EN 61000-6

Опасные зоны: ATEX, IECEx

Испытательные лаборатории:

Intertek (ETL)

TÜV SÜD

Группа компаний CSA

Решения UL

9. Отраслевые правила проектирования


Рекомендации по применению


A. Электромобили:

Совместимость с системами 800 В+

Интеграция масляного охлаждения

Эффективность системы 96%+

B. Промышленная автоматизация:

Устойчивость к перегрузкам (200% в течение 1 минуты)

Интеграция тормозов

Возможность очистки CIP

Медицинские приборы:

Устойчивость к гамма-излучению

Материалы, одобренные FDA

10. Будущие тенденции в области двигателей на заказ


Новые технологии

Разработка электродвигателя на заказ: Подробное руководство по проектированию


(1). Аддитивное производство

Обмотки, напечатанные на 3D-принтере (заполнение пазов увеличивается на 15%)

Роторы из градиентного материала

(2). Конструкции, оптимизированные с помощью искусственного интеллекта

Генерирующие электромагнитные топологии

Самообучающиеся тепловые модели

(3). Встроенная силовая электроника

Коммутация на основе GaN

Встроенные драйверы вентилей

(4). Устойчивые решения

Конструкции, не содержащие редкоземельных элементов

Материалы, применяемые для экономии энергии

Продолжительность цикла проектирования:

Измененный стандарт: 8-12 недель

Разработка с чистого листа: 16-26 недель

Сверхточность: более 30 недель

Такой комплексный подход гарантирует, что изготовленные на заказ электродвигателиточно соответствуют требованиям применения, оптимизируя при этом производительность, стоимость и технологичность. Вам нужны подробные расчеты для конкретного размера двигателя или области применения?

  • wechat

    PJM Service: motoractuator

Поболтай с нами