BLDC电机设计:使用粉末进行分割冶金

发布的法国葡头牙欧洲杯亚盘(2021年2月4日

与层压钢相比,我们已经建立了使用SMC材料在定子应用中的益处。SMC粉末金属可提高性能,降低电机的制造和运营成本。

在较大电机上工作的工程师可能会觉得由于粉末金属尺寸有限的粉末金属可以生产,因此无法利用SMC。

在大多数传统金属应用中,这一假设是正确的,但在smc领域,有一种新的尺寸甚至形状解决方案。这个解决方案就是,细分。但是细分到底是什么意思呢?

什么是市场细分?

将分段视为将一个非常大的部分分解成较小的可塑造部件,然后组装它们以形成更大,完整的组装。分段可以为工程师提供一种工具来介绍尺寸约束的问题。

所以,细分解决了“没有压力足够的”问题,但它如何实际改善BLDC电机设计?

BLDC电机设计3定子线圈的一部分

为什么在无刷直流电机设计中使用细分?

在我们进入改进无刷电动机设计的细节细节之前,重要的是要谈谈工程师首先考虑分割。以下是你需要(或希望)细分市场的三个主要原因:

  • 部分太大而无法生产传统
  • 独特的形状,不能用传统的压制技术
  • 减少核心损失和降低成本

制造大型粉末金属零件

正如我们所提到的,传统粉末冶金(PM)受到它所能制造的部件尺寸的限制。尺寸的限制是由将要成型的零件的压力机的尺寸驱动的。在粉末金属压制或压实中,压力机的大小以吨表示。

一台压力机可称为500吨压力机。这是压力机所施加的最大力,它与可压实零件的尺寸直接相关。

让我们来分析一下。

将典型的软磁复合材料按压至7.4g / cc密度,您将需要大约600毫比(MPa)或每平方英寸(TSI)的压实压力45吨。但这只是故事的一半,现在我们需要计算要生产的部分的平面表面区域,并将其乘以该压力压力。因此,一个占地面积约为11平方英尺的部分。在。按下45 TSI以达到7.4g / cc的密度需要大约500吨的压力机。

由于压力机变大,因此它们也可以易于来源来源您的产品。按大小的甜蜜可用性的甜蜜点可能如下所示:

  • 500吨可以产生约11个啜饮的一部分。这些印刷机在行业中很容易获得
  • 850吨压力机可生产高达17个SIPSA的零件。这些印刷机的供应是有限的
  • 超过850吨的压力机变得稀少,通常需要足够的容量来消耗其很大一部分可用能力

与许多事情一样,较大的部件带来更多挑战,必须占工具设计和制造制造过程中,以确保部分的完整性不会受到损害。请记住,您的SMC部分不会烧结,因此必须在设计阶段考虑处理尤其是送货。

装配的好处

说你的下午制造商在内部的大型压力机和尺寸不是一个问题。为什么要在单个新闻和烧结部分上使用分段?

它归结为您的申请。对于无刷直流电动机的设计,分段零件实际上可能改善装配过程

BLDC电机设计2

由分段定子线圈制成的电机组件

电机定子设计可分为两种不同的部分:圆形底座,和单独的线圈。线圈需要用铜线缠绕,如果他们是分开的而不是连接到基地,绕组更容易。

“但是你如何将零件加入并返回?”你可能会思考。嗯,许多分段部件采用互锁功能设计,以确保它们在组装时正确对齐。用于将零件粘在一起的环氧树脂等于实际粉末金属材料的强度。

细分越多,影响越大磁性性能,但这可以抵消某些混合环氧树脂,我们正在继续研究。

此外,根据您的部件和所使用的流程,与大型制造的其他方法相比,分段组件具有成本节约。

优点 cons
利用SMC材料进行大型零件 对磁性能的潜在影响
分段定子铜线绕组更容易(减少装配时间/成本) 可能需要更多的宽度,而不是按下单个部分
降低组件成本的机会 还没有足够的客户使用这个伟大的过程!
先进的形状制作,以增强磁通路径



分割如何改善BLDC电机设计?

当考虑改善一个单一的压力机组件的电机设计,我们经常转向软磁复合材料改善磁性和强度如果我们将SMC的好处与BLDC电机设计的分割的好处,该怎么办?

SMC提供了提高性能和降低成本的机会,SMC部件通常是更节能的部件。

现在考虑分段部分。分段部件可以更轻松,更快,更快,更轻的零件对工程师更加紧张。但是,它还允许更准确的绕组,这有可能降低核心损失。

没错,减少核心损耗。

当你将节能型SMC材料与更精确的绕组相结合时会发生什么?因为...

  • 较小的组件大小
  • 减少能源消耗
  • 更有效的绕组

...工程师应该能够显着减少电动机的铁芯损耗。这将降低电动车辆的过热和过度的能耗。


BLDC电机设计1分段定子的尺寸

为更好的BLDC电机进行分段PM部件

即使你的电机组件不够大,细分是你的唯一选择,你应该考虑的装配利益的细分部分。

如果您需要满足特定的磁性性能水平,则单件式SMC组件可能最佳。然而,由于工程师继续探讨降低核心损失的可能性,并通过细分PM部件改善磁性性能,这是值得考虑的细分,以建立更好的无刷直流电机。

为了了解有关PM世界如何与电动机世界相交的更多信息,请访问我们的新工程师的集线器,用于电动机设计。

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话题:粉末冶金应用程序设计流程汽车


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