Индуктивный блок передачи тока внутри ротора обеспечивает сверхкомпактную конструкцию электронного двигателя.
Данные о производительности на уровне синхронных машин с постоянными магнитами, которые в настоящее время являются наиболее распространенной формой привода для электронных транспортных средств.
Преимущества: отсутствие магнитов или редкоземельных материалов, повышенная надежность поставок, лучшая устойчивость и эффективность.
Фридрихсхафен, Германия. ZF разработала электродвигатель, не требующий магнитов. В отличие от уже доступных сегодня безмагнитных концепций так называемых синхронных двигателей с раздельным возбуждением (SESM), ZF I2SM (синхронный двигатель с индуктивным возбуждением в роторе) передает энергию магнитного поля через индуктивный возбудитель внутри вала ротора. Это делает двигатель уникально компактным с максимальной мощностью и плотностью крутящего момента.
（ZF） Двигатель E без магнита
Таким образом, этот усовершенствованный вариант синхронного двигателя с отдельным возбуждением является альтернативой синхронным машинам с постоянными магнитами (PSM). Последние в настоящее время являются двигателями, наиболее часто используемыми в электромобилях, но они основаны на магнитах, для производства которых требуются редкоземельные материалы. С Я2SM, ZF устанавливает новый стандарт создания электронных двигателей, чрезвычайно устойчивых в производстве и одновременно очень мощных и эффективных в эксплуатации.
«Благодаря этому безмагнитному электродвигателю без редкоземельных материалов у нас есть еще одна инновация, с помощью которой мы постоянно совершенствуем нашу линейку электроприводов, чтобы создать еще более устойчивую, эффективную и ресурсосберегающую мобильность», — сказал доктор Хольгер Кляйн, генеральный директор компании ЗФ. «Это наш руководящий принцип для всех новых продуктов. И в настоящее время мы не видим конкурентов, которые владеют этой технологией так же хорошо, как ZF». По сравнению с обычными системами SESM, индуктивный возбудитель может снизить потери при передаче энергии в ротор на 15 процентов. Кроме того, СО2Следы производства, которые возникают при использовании электронных двигателей PSM, в частности, из-за магнитов, включая редкоземельные материалы, могут быть уменьшены до 50 процентов.
«Этот уникально компактный электродвигатель без магнитов является впечатляющим свидетельством нашей стратегии сделать электронные приводы более ресурсоэффективными и устойчивыми, прежде всего за счет повышения эффективности», — сказал Стефан фон Шукманн, член правления ZF Group.
В дополнение к преимуществам исключения редкоземельных материалов в компактном и мощном корпусе, I2SM устраняет потери на сопротивление, возникающие в традиционных электронных двигателях PSM. Это обеспечивает более высокую эффективность в определенных рабочих точках, например, при длительных поездках по шоссе на высокой скорости.
Усовершенствованная конструкция ротора делает электродвигатель очень компактным.
Чтобы гарантировать, что магнитное поле в роторе создается за счет тока, а не магнитов, традиционные концепции SESM в настоящее время все еще требуют в большинстве случаев скользящих или щеточных элементов, что приводит к компромиссу: Сухое место установки, т.е. недоступное для охлаждения масла и с необходимы дополнительные уплотнения. В результате обычные SESM занимают примерно на 90 мм больше
пространство в осевом направлении. В результате производители, как правило, не могут гибко варьировать варианты PSM и SESM при планировании своих моделей без дополнительных усилий.
Чтобы предложить конкурентоспособные преимущества синхронных машин с раздельным возбуждением, ZF удалось компенсировать конструктивные недостатки обычных синхронных машин с раздельным возбуждением. В частности, плотность крутящего момента была значительно увеличена по сравнению с современными моделями благодаря инновационной конструкции ротора. Независимая от пространства интеграция возбудителя в ротор означает отсутствие недостатков в осевом пространстве. Кроме того, увеличение удельной мощности в роторе приводит к улучшению производительности.
Индуктивное возбуждение как ключевая технология
Технологической предпосылкой инновации ZF является то, что энергия передается индуктивно, т.е. без механического контакта, в ротор, создавая магнитное поле с помощью катушек. Таким образом, я2SM не требует каких-либо щеточных элементов или контактных колец. Более того, больше нет необходимости поддерживать эту зону сухой с помощью уплотнителей. Как и в случае с постоянно намагниченным
В синхронном двигателе ротор эффективно охлаждается циркулирующим маслом. По сравнению с обычным синхронным двигателем с независимым возбуждением инновация ZF требует до 90 миллиметров меньше места для установки в осевом направлении. Однако с точки зрения плотности мощности и крутящего момента инновация ZF работает на уровне PSM.
ZF планирует разработать I2SM довести до зрелости производства и предложить ее в качестве опции в рамках собственной платформы электронного привода. Клиенты из сегментов легковых и коммерческих автомобилей смогут выбирать между вариантами с архитектурой 400-вольт или с архитектурой 800-вольт для своих соответствующих приложений. Последний основан на чипах карбида кремния в силовой электронике.
