Milyen előnyei vannak a lemezgenerátoroknak?

A tárcsás generátor (más néven axiális fluxusgenerátor vagy tárcsás generátor) egy olyan motortípus, amelynek szerkezete eltér a hagyományos radiális fluxusgenerátoroktól (a leggyakoribb hengeres rotorral és állórésszel rendelkező generátortípus).

Széles körű figyelmet kapott, mivel számos kiemelkedő előnnyel rendelkezik, különösen bizonyos alkalmazási területeken.

A lemezgenerátorok fő előnyei a következők:

01

Rendkívül nagy teljesítménysűrűség és nyomatéksűrűség

Ez a tárcsás generátorok fő előnye. Szerkezetük lapos, a mágneses fluxus útja pedig axiális (a tengely mentén), ami azt jelenti, hogy sokkal nagyobb teljesítményt és nyomatékot képes generálni, mint az azonos átmérőjű és térfogatú hagyományos generátorok.

Eredmény: Ez lehetővé teszi a motor rendkívül kompakt és könnyű kialakítását, miközben nagy teljesítményt nyújt. Ez kulcsfontosságú azoknál az alkalmazásoknál, amelyek rendkívül érzékenyek a helyre és a súlyra.

02

Kompakt felépítés, lapos megjelenés

„Korong alakú” vagy „torta alakú” kialakítása miatt tengelyirányú hossza (vastagsága) nagyon vékony, de átmérője viszonylag nagy.

Alkalmazás: Kiválóan alkalmas kerékagyakba (például elektromos járművek kerékagymotorjaiba), szélturbinák közvetlen hajtású rendszereibe és különféle, speciális beépítési helyigényű eszközökbe való integrálásra.

03

Nagy hatásfok és alacsony sínveszteség

A tárcsás generátor mágneses áramköre rövid, és sok konstrukció mag nélküli vagy kevés magos szerkezetet használ (az állórész tekercselését olyan anyagokkal térhálósítják, mint az epoxigyanta, hagyományos szilícium acéllemezek nélkül).

Előnyök:

Vasveszteség kiküszöbölése: Vasmag nélkül elkerülhető az örvényáram-veszteség és a hiszterézis-veszteség, ami jelentősen javítja a hatásfokot nagy sebességű működés során.

Nulla fogazási hatás: A mag nélküli kialakítás biztosítja, hogy a rotor forgása közben ne változzon a mágneses ellenállás, ami rendkívül alacsony indítási nyomatékot és sima, csendes működést eredményez.

04

Kiváló dinamikus teljesítmény és kezelhetőség

Alacsony tehetetlenségi nyomatéka miatt (a rotor általában vékony és könnyű) nagyon gyorsan gyorsulhat és lassulhat.

Alkalmazás: Kiváló teljesítmény olyan helyzetekben, amelyek gyakori indítást és leállítást igényelnek, valamint gyors reagálást a sebességváltozásokra, például ipari szervohajtásoknál és robotcsatlakozásoknál.

05

Jó hőelvezetési teljesítmény

A lapos forma nagyobb szabad felületet biztosít a fűtő állórész tekercselésének, így a hő könnyebben eloszlik a házon keresztül. Ha olyan szerkezetről van szó, amelyben két állórész vesz körül egy rotort, a hőelvezetési hatás jobb.

Előny: Lehetővé teszi a motor hosszú távú, nagy terhelés alatti működését a túlmelegedés miatti teljesítményromlás (lemágnesezés) nélkül, ezáltal javítva a motor túlterhelhetőségét.

06

Nagy sebességű vontatókhoz való közvetlen csatlakoztatásra alkalmas

Masszív rotorjának és alacsony veszteségi jellemzőinek köszönhetően a tárcsás generátor kiválóan alkalmas nagy sebességű turbinákhoz (például mikro gázturbinákhoz) való közvetlen csatlakoztatásra reduktoros sebességváltó nélkül, ami leegyszerűsíti a rendszer felépítését és javítja az általános megbízhatóságot.

Összefoglalás és alkalmazási forgatókönyvek

Ezen előnyök ötvözésével a tárcsás generátorok különösen alkalmasak a következő területekre:

Új energiahordozók: kerékagymotorok, fő hajtómotorok (például a Tesla Model S/X korai modelljei a tajvani Futian Electric által biztosított axiális fluxusmotorokat használtak).

Szélenergia-termelés: A közvetlen hajtású szélturbinák kiküszöbölhetik a nagyméretű sebességváltókat, javíthatják a megbízhatóságot és a hatékonyságot.

Repülőgépipar: olyan terület, amely rendkívül nagy súlyt és teljesítményt igényel, mint például a repülőgépek segédáramforrásai és a pilóta nélküli légi járművek meghajtórendszerei.

Felsőkategóriás ipari berendezések: szervomotorok, robotcsatlakozók, nagy pontosságú CNC szerszámgépek.

Nagy sebességű mikro energiatermelő rendszer: mikro gázturbinákkal együtt használják.

Természetesen vannak hátrányai is:

A gyártási folyamat összetett és költséges, különösen a vas nélküli állórészek tekercselése és kikeményítése esetében, ami bonyolultabb, mint a hagyományos motorgyártás, ami magasabb egységárat eredményez.

A felhasznált mágneses acél mennyisége nagyobb is lehet: nagy mágneses tér eléréséhez néha több állandó mágneses anyagra van szükség.

Axiális mágneses húzóerő problémája: Egyetlen légrésű szerkezetben a rotor erős axiális mágneses húzóerőnek van kitéve, ami magasabb követelményeket támaszt a csapágy kialakításával és élettartamával szemben (de a kettős rotorszerkezet képes ellensúlyozni ezt az erőt).

Összefoglalva, a tárcsás generátorok előnyei kiemelkedőek, különösen a modern high-tech alkalmazásokban, amelyek a könnyű súlyt, a miniatürizálást, a nagy hatékonyságot és a dinamikus teljesítményt célozzák. Egyre erősebb versenyképességet mutatnak.