Wyniki projektu B+R "Opracowanie technologii produkcji bezszczotkowegosilnika elektrycznego wykonanego w technologii BLPM"

Wrzalski, Roman

Wyniki projektu B+R "Opracowanie technologii produkcji bezszczotkowegosilnika elektrycznego wykonanego w technologii BLPM"

Abstract

Niniejsza publikacja ilustruje współczesny proces projektowania, modelowania i symulacji maszyny elektrycznej z wykorzystaniem nowoczesnego narzędzia jakim bez wątpienia jest Motor-CAD firmy ANSYS. Wykonanie szeregu analiz i rozbudowanych symulacji pozwoliło na weryfikację założonych na etapie koncepcji wymagań, ich korektę i optymalizację elementów, które w myśl zakładanej kompatybilności z istniejącym już silnikiem mogły ulec zmianie. To co należy pokreślić to fakt, iż projektowanie i modelowanie w Motor-CAD pozwoliło dokonać wielu skomplikowanych obliczeń i symulacji na etapie przed prototypowymi pozwoliło na uniknięcie wykonywania często kosztownych i czasochłonnych badań dodatkowych. Analizując poszczególne etapy badań modelu numerycznego maszyny musimy potwierdzić, iż przyjęte wymagania nowego silnika zostały osiągnięte. Maszyna wykazała się bardzo wysoką sprawnością przekraczającą 80%, natomiast moment znamionowy jest stabilny w całym zakresie prędkości obrotowych. Struktura uzwojenia równomiernie rozłożonego w 24 żłobkach stojana wraz z maksymalną ilością biegunów dla takiej kształtki stojana (8 biegunów) skutkuje stosunkowo niską wartością indukcji w zębie na poziomie 0,6T, przy przeciętnej wartości w tego typu maszynach wynoszącej 0,8T, co pozwoliło znacznie ograniczyć szkodliwy w silnikach BLPM/BLDC moment zaczepowy do poziomu 0,9Nm. Istotnym osiągnięciem konstrukcyjnym jest z pewnością model termiczny maszyny elektrycznej. Zarówno statyczny punkt pracy jak i symulacja nagrzewania w ciągu wyznaczonego przedziału czasowego przedstawia mapę temperaturową, która jak ilustrują to schematy i przekroje zawarte w niniejszej publikacji pozostawia bezpieczny margines pracy (dopuszczalna temperatura uzwojeń w stosowanej klasie izolacji F to 155°C, przy maksymalnej w modelu poniżej 80°C).W przypadku niekontrolowanych przeciążeń rzeczywistego silnika, gwarantuje to niezawodną długotrwałą pracę i ponadto potwierdza brak konieczności stosowania przewietrznika na wale silnika, a wykorzystywana w tym przypadku konwekcja naturalna jest w zupełności wystarczająca, co przekłada się dodatkowo na niski poziom hałasu i szumu generowanego przez wyrób końcowy.

Description

Wyniki projektu B+R "Opracowanie technologii produkcji bezszczotkowego silnika elektrycznego wykonanego w technologii BLPM", nr wniosku RPWP.01.02.00-30-0075/19, współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Wielkopolskiego Regionalnego Programu Operacyjnego na lata 2014-2020.