E tele fa'amanuiaga o afi axial flux i le mamanuina o ta'avale eletise pe a fa'atusatusa i afi radial flux. Mo se fa'ata'ita'iga, e mafai e afi axial flux ona suia le mamanu o le powertrain e ala i le fa'agaoioia o le afi mai le axle i totonu o uili.
1. Au o le mana
Afi fa'asolosolo axialo loʻo faʻateleina le gauai atu i ai (maua le tosina mai). Mo le tele o tausaga, o lenei ituaiga afi ua faʻaaogaina i galuega tumau e pei o lifti ma masini faʻatoʻaga, ae i le sefulu tausaga ua tuanaʻi, o le toʻatele o tagata atiaʻe ua galulue e faʻaleleia lenei tekinolosi ma faʻaaogaina i uila afi eletise, masini taʻavale i malaevaalele, loli uta, taʻavale eletise, ma e oʻo lava i vaalele.
O afi masani o le radial flux e faʻaaogaina ai maneta tumau poʻo afi faʻainduction, lea ua faia ni alualu i luma taua i le faʻaleleia atili o le mamafa ma le tau. Peitaʻi, latou te feagai ma le tele o faigata i le faʻaauauina o le atinaʻe. O le Axial flux, o se ituaiga afi e matua ese lava, atonu o se isi filifiliga lelei.
Pe a fa'atusatusa i afi radial, o le vaega aoga o le maneta o afi axial flux permanent magnet o le pito i luga o le rotor o le afi, ae le o le lautele i fafo. O le mea lea, i se voluma patino o le afi, e masani ona mafai e afi axial flux permanent magnet ona maua ai le malosi tele.
Afi fa'asolosolo axiale sili atu ona la'ititi; Pe a fa'atusatusa i afi radial, e pu'upu'u tele le umi axial o le afi. Mo afi uili i totonu, e masani ona avea lea ma mea taua. O le fausaga la'ititi o afi axial e fa'amautinoa ai le maualuga o le malosi ma le torque density nai lo afi radial tutusa, ma fa'aumatia ai le mana'omia o saoasaoa fa'agaoioia e matua maualuga lava.
E matuā maualuga fo'i le lelei o le fa'aaogaina o afi axial flux, e masani ona sili atu i le 96%. E mafua lea ona o le auala pu'upu'u o le flux, e tasi le itu, lea e tutusa pe sili atu fo'i lona lelei pe a fa'atusatusa i afi sili ona lelei o le 2D radial flux o lo'o i luga o le maketi.
E puʻupuʻu le umi o le afi, e masani lava e 5 i le 8 taimi e puʻupuʻu ai, ma e faʻaitiitia foʻi le mamafa i le 2 i le 5 taimi. O nei mea e lua ua suia ai le filifiliga a le au mamanu o fausaga o taʻavale eletise.
2. Tekonolosi o le axial flux
E lua ni topologies autū moafi fa'asolosolo axial: rotor lua stator tasi (o nisi taimi e ta'ua o masini fa'a-toru) ma le rotor tasi stator lua.
I le taimi nei, o le tele o afi tumau maneta e faʻaaogaina le radial flux topology. E amata le magnetic flux circuit i se maneta tumau i luga o le rotor, e ui atu i le nifo muamua i luga o le stator, ona tafe lea i le radial i luga o le stator. Ona ui atu lea i le nifo lona lua e oʻo atu ai i le uʻamea maneta lona lua i luga o le rotor. I se dual rotor axial flux topology, e amata le flux loop mai le maneta muamua, e ui atu i le axial i totonu o nifo stator, ma vave ona oʻo atu i le maneta lona lua.
O lona uiga e puʻupuʻu tele le ala o le flux nai lo le radial flux motors, ma iʻu ai i le laʻititi o le voluma o le afi, maualuga le malosi o le eletise ma le lelei o le faʻaogaina i le malosi lava e tasi.
O se afi radial, lea e ui atu ai le magnetic flux i le nifo muamua ona toe foʻi lea i le isi nifo e ala i le stator, ma oʻo atu ai i le magnet. O le magnetic flux e mulimuli i se ala e lua-dimensional.
O le ala o le magnetic flux o se masini axial magnetic flux e tasi le itu, o lea e mafai ai ona faʻaaogaina le uʻamea eletise e faʻatatau i le grain stitch. O lenei uʻamea e faigofie ai ona ui atu le flux, ma faʻaleleia atili ai le lelei.
E masani ona fa'aogaina e afi radial flux ni vili fa'asalalau, ma e o'o atu i le afa o pito o vili e le o galue. O le tautau o le coil o le a mafua ai le mamafa fa'aopoopo, tau, tete'e eletise, ma le tele o le leiloa o le vevela, ma fa'amalosia ai tagata mamanu e fa'aleleia le mamanu o vili.
O pito o le viliafi fa'asolosolo axiale matuā itiiti lava, ma o nisi mamanu e faʻaaogaina ai uili faʻapitoa poʻo ni vili vaevaega, e matuā aoga lava. Mo masini radial stator vaevaega, o le motusia o le ala o le magnetic flux i le stator e mafai ona aumaia ai ni gau faaopoopo, ae mo afi axial flux, e le o se faafitauli lea. O le mamanu o le uili o le coil o le ki lea i le iloagofie o le tulaga o le au sapalai.
3. Atina'e
O afi axial flux e feagai ma ni luʻitau matuia i le mamanuina ma le gaosiga, e ui lava i o latou tulaga lelei faatekinolosi, ae o latou tau e sili atu ona maualuga nai lo afi radial. E malamalama lelei tagata i afi radial, ma e faigofie foʻi ona maua auala gaosi ma meafaigaluega faʻainisinia.
O se tasi o luʻitau autū o afi axial flux o le tausia lea o se va tutusa o le ea i le va o le rotor ma le stator, auā e sili atu le malosi o le maneta nai lo afi radial, ma faigata ai ona tausia se va tutusa o le ea. O le afi axial flux rotor lua e iai foʻi faʻafitauli i le faʻasaʻolotoina o le vevela, auā o le winding e tu i totonu o le stator ma i le va o tisiketi rotor e lua, ma faigata ai ona faʻasaʻolotoina le vevela.
E faigata fo'i ona gaosia afi axial flux ona o le tele o mafua'aga. O le masini rotor lua e fa'aaogaina ai se masini rotor lua ma se topology yokes (e pei o le aveeseina o le yoke u'amea mai le stator ae taofia nifo u'amea) e foia ai nisi o nei fa'afitauli e aunoa ma le fa'alauteleina o le lautele o le afi ma le maneta.
Peita'i, o le aveeseina o le amo e aumaia ai ni lu'itau fou, e pei o le auala e fa'amau ai ma tu'u ai nifo ta'itasi e aunoa ma se so'oga fa'amekanika mo le amo. O le fa'amālūlūina fo'i o se lu'itau tele.
E faigata fo'i ona gaosia le rotor ma tausia le va o le ea, auā e tosina mai e le tisiketi o le rotor le rotor. O le lelei o tisiketi o le rotor e feso'ota'i sa'o lava e ala i se mama o le 'au, o lea e fa'aleaogaina ai e le tasi le isi malosiaga. O lona uiga e le mafai e le 'au i totonu ona tete'e atu i nei malosiaga, ma o lana galuega autu o le taofia lea o le stator i le ogatotonu i le va o tisiketi e lua o le rotor.
E le feagai afi rotor e tasi ma luʻitau o afi lapotopoto, ae o le mamanuina o le stator e sili atu ona lavelave ma faigata ona faʻatino otometi, ma e maualuga foʻi tau e fesoʻotaʻi i ai. E le pei o soʻo se afi radial flux masani, o faiga gaosiga o afi axial ma masini faʻainisinia ua faʻatoʻā aliaʻe mai talu ai nei.
4. Fa'aaogāina o ta'avale eletise
E taua tele le faʻatuatuaina i le pisinisi o taʻavale, ma faʻamaonia ai le faʻatuatuaina ma le malosi o taʻavale eseeseafi fa'asolosolo axialO le faʻatalitonuina o kamupani gaosi oloa e talafeagai nei afi mo le gaosiga tele o se luʻitau tele i taimi uma. O lenei mea ua uunaʻia ai le au sapalai afi axial e faʻatino polokalame faʻamaonia tetele na o latou lava, ma o loʻo faʻaalia e le au sapalai taʻitasi e le ese le faʻatuatuaina o a latou afi mai afi radial flux masani.
Pau lava le vaega e mafai ona pala i totonu o seafi tafe axialo le bearings. E puʻupuʻu le umi o le axial magnetic flux, ma e latalata le tulaga o bearings, e masani ona mamanuina ina ia "soʻona tele". O le mea e lelei ai, o le axial flux motor e laʻititi le mamafa o le rotor ma e mafai ona tatalia avega maualalo o le rotor dynamic shaft. O le mea lea, o le malosi moni e faʻaaogaina i bearings e laʻititi tele nai lo le radial flux motor.
O le 'au eletise o se tasi o fa'aoga muamua o afi axial. O le lautele manifinifi e mafai ona aofia ai le afi ma le pusa kia i totonu o le 'au. I fa'aoga fa'afefiloi, o le pu'upu'u o le umi axial o le afi e fa'apu'upu'u ai le umi atoa o le faiga fa'asalalau.
O le isi laasaga o le faʻapipiʻiina lea o le afi axial i luga o le uili. I lenei auala, e mafai ai ona tuʻuina saʻo atu le malosiaga mai le afi i uili, ma faʻaleleia atili ai le lelei o le afi. Ona o le aveeseina o faʻasalalauga, differentials, ma driveshafts, ua faʻaitiitia ai foʻi le lavelave o le faiga.
Peita'i, e foliga mai e le'i aliali mai ni fa'atulagaga masani. O lo'o su'esu'eina e kamupani gaosi masini ta'itasi ni fa'atulagaga fa'apitoa, aua o le eseese o lapopo'a ma foliga o afi axial e mafai ona suia ai le mamanu o ta'avale eletise. Pe a fa'atusatusa i afi radial, o afi axial e sili atu le malosi, o lona uiga e mafai ona fa'aogaina afi axial laiti. O lenei mea e maua ai ni filifiliga fou mo mamanu mo fa'avae o ta'avale, e pei o le tu'uina o afifi maa.
4.1 Fa'amau vaevaega
O le fa'atulagaga o le afi YASA (Yokeless and Segmented Armature) o se fa'ata'ita'iga o le fa'atulagaga o le stator e tasi le rotor e lua, lea e fa'aitiitia ai le faigata o le gaosiga ma e talafeagai mo le gaosiga tele fa'akomepiuta. O nei afi e iai le malosi e o'o atu i le 10 kW/kg i le saoasaoa o le 2000 i le 9000 rpm.
Fa'aaogaina se pulea fa'apitoa, e mafai ona tu'uina atu ai le eletise e 200 kVA mo le afi. O le voluma o le pulea e tusa ma le 5 lita ma e 5.8 kilokalama le mamafa, e aofia ai le puleaina o le vevela fa'atasi ai ma le fa'amālūlūina o le suāuu dielectric, e talafeagai mo afi axial flux fa'apea fo'i ma afi induction ma radial flux.
O lenei mea e mafai ai e le au gaosi oloa o masini muamua o taavale eletise ma le au atina'e tulaga muamua ona filifili ma le fetuutuunai le afi talafeagai e fa'atatau i le fa'aoga ma le avanoa e maua. O le la'ititi o le tele ma le mamafa e fa'amama ai le taavale ma e tele atu maa, ma fa'ateleina ai le fa'aleleia atili o le mamao e alu i ai.
5. Fa'aaogāina o uila afi eletise
Mo uila afi eletise ma ATV, o nisi kamupani ua latou atiaʻe ni afi AC axial flux. O le mamanu e masani ona faʻaaogaina mo lenei ituaiga taʻavale o mamanu DC brush based axial flux, ae o le oloa fou o se AC, e faʻamaufaʻailogaina atoa le mamanu brushless.
E tumau pea le minoi o uaea o afi DC ma le AC, ae o rotors e lua e faʻaaogaina ai maneta tumau nai lo o armatures e feliuliuaʻi. O le lelei o lenei metotia e le manaʻomia ai se suiga faʻamekanika.
E mafai fo'i e le mamanu axial AC ona fa'aogaina ni pulea masani o le afi AC e tolu-vaega mo afi radial. E fesoasoani lea e fa'aitiitia ai tau, aua o le pulea e pulea le tafe o le torque, ae le o le saoasaoa. E mana'omia e le pulea se taimi e 12 kHz pe maualuga atu, o le taimi masani lea o ia masini.
O le televave maualuga e sau mai le inductance maualalo o le winding e 20 µ H. E mafai e le televave ona pulea le tafe o le eletise e faʻaitiitia ai le tafe o le eletise ma faʻamautinoa ai se faʻailo sinusoidal e sili ona sologa lelei. Mai se vaaiga faʻa-dynamic, o se auala sili lea e ausia ai le pulea lelei o le afi e ala i le faʻatagaina o suiga vave o le torque.
O lenei mamanu e faʻaaogaina se faʻaputuga lua-vaega tufatufaina, o lea e tafe atu ai le magnetic flux mai le rotor i le isi rotor e ala i le stator, ma se ala puʻupuʻu tele ma le lelei maualuga.
O le ki i lenei mamanu ona e mafai ona faʻagaoioia i le maualuga o le voltage e 60 V ma e le talafeagai mo faiga e maualuga atu le voltage. O le mea lea, e mafai ona faʻaaogaina mo uila afi eletise ma taʻavale uili e fa o le vasega L7e e pei o le Renault Twizy.
O le maualuga o le voltage e 60 V e mafai ai ona fa'apipi'i le afi i totonu o faiga eletise masani e 48 V ma fa'afaigofie ai galuega tausiga.
O fa'amatalaga fa'apitoa o uila afi e fa uili L7e i le European Framework Regulation 2002/24/EC e fa'amaonia ai e le sili atu le mamafa o ta'avale e fa'aaogaina mo le felauaiga o oloa i le 600 kilokalama, e le aofia ai le mamafa o maa eletise. E le fa'atagaina nei ta'avale e aveina ni pasese e sili atu i le 200 kilokalama, e le sili atu i le 1000 kilokalama o uta, ma e le sili atu i le 15 kilowatts o le malosiaga o le afi. O le metotia o le viliina fa'asalalau e mafai ona maua ai se torque e 75-100 Nm, fa'atasi ai ma le malosiaga maualuga e 20-25 kW ma le malosiaga faifai pea e 15 kW.
O le luʻitau o le axial flux o loʻo taoto i le auala e faʻasalalau ai e uili apamemea le vevela, lea e faigata ona e tatau ona ui atu le vevela i le rotor. O le uali tufatufaina o le ki lea i le foia o lenei faʻafitauli, aua e tele ona avanoa i pou. I lenei auala, e tele atu le lautele o le fogaeleele i le va o le apamemea ma le atigi, ma e mafai ona faʻaliliuina atu le vevela i fafo ma faʻasaʻolotoina e se faiga masani o le faʻamālūlūina o vai.
O le tele o pou maneta e taua tele i le faʻaaogaina o foliga o galu sinusoidal, lea e fesoasoani e faʻaitiitia ai le harmonics. O nei harmonics e faʻaalia o le faʻavevela o maneta ma le autu, ae o vaega kopa e le mafai ona aveʻesea le vevela. A faʻaputuina le vevela i maneta ma autu uʻamea, e faʻaitiitia le lelei, o le mafuaʻaga lea e taua tele ai le faʻaleleia atili o le foliga o galu ma le auala vevela mo le faʻatinoga o le afi.
Ua fa'aleleia atili le mamanu o le afi e fa'aitiitia ai tau ma ausia ai le gaosiga tele otometi. O se mama fa'apipi'i e le mana'omia ai ni faiga fa'amekanika faigata ma e mafai ona fa'aitiitia ai tau o meafaitino. E mafai ona afifi sa'o le uaea ma fa'aaoga se faiga fa'apipi'i i le taimi o le faiga o le viliina e fa'atumauina ai le foliga sa'o o le fa'apotopotoga.
O le manatu autū, o le uaea e faia i uaea masani e maua i le maketi, ae o le uʻamea e ufiufi i le uʻamea masani e pei o le transformer, lea e naʻo le tipiina i se foliga. O isi mamanu o afi e manaʻomia ai le faʻaaogaina o mea vaivai faʻamaneta i le ufiufiina o le uʻamea, lea e ono taugata tele.
O le faʻaaogaina o vili faʻasalalau o lona uiga e le manaʻomia ona vaevaeina le uʻamea maneta; e mafai ona faigofie ona gaosia. O le faʻaitiitia o le tele o le uʻamea maneta ma le faʻamautinoaina o lona faigofie ona gaosia e iai sona aafiaga tele i le faʻaitiitia o tau.
E mafai fo'i ona fa'apitoa le mamanu o lenei afi axial flux e tusa ai ma mana'oga o tagata fa'atau. O lo'o iai i tagata fa'atau ni fa'ata'ita'iga fa'apitoa na atia'e e fa'atatau i le mamanu fa'avae. Ona gaosia lea i luga o se laina gaosiga fa'ata'ita'i mo le fa'amaonia vave o le gaosiga, lea e mafai ona toe faia i isi fale gaosi oloa.
O le faʻapitoa e mafua ona o le faʻatinoga o le taʻavale e le gata ina faʻalagolago i le mamanu o le afi axial magnetic flux, ae faʻapea foʻi i le lelei o le fausaga o le taʻavale, le maa, ma le BMS.
Taimi na lafoina ai: Setema-28-2023
