Language
Country/Area
No result found
خارج التقاليد: كيف يمكن للمحركات المحورية تحقيق أداء أعلى مع هياكل أبسط؟
اليوم، ومع استمرار تقدم تكنولوجيا المحرك الكهربائي، أصبح محرك التدفق المحوري تدريجيًا محور الاهتمام بسبب تصميمه الهيكلي الفريد. المفهوم الأساسي للمحرك المحوري هو جعل الفجوة بين الدوار والثابت موازية للمحور الدوار. هذا التصميم لا يبسط الهيكل فحسب، بل يحسن أيضًا الأداء العام بشكل فعال.
مقارنة بالمحركات الشعاعية التقليدية، تتمتع المحركات المحورية بأسطح مغناطيسية ومساحات سطحية أكبر في نفس الحجم، وهو أمر مفيد للغاية لتبديد الحرارة.
تسمح الميزات البنيوية للمحرك المحوري بإمكانية بنائه على أي ركيزة مسطحة، مثل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، مما يجعل من السهل إضافة الملفات والمحامل أثناء عملية التصنيع. في عملية تصنيع الملفات، يتم استخدام قضبان نحاسية مسطحة للحصول على ملفات أبسط ذات تيار عالٍ، مما يسمح للمحرك بتقليل وزن الدوار بشكل كبير، بينما يقلل طول المسار المغناطيسي الأقصر من فقدان الطاقة وبالتالي يحسن الكفاءة.
من حيث التصميم، يمكن للمحركات المحورية اعتماد تصميمات متنوعة مع دوارات مفردة أو مزدوجة، وستاتورات مفردة أو مزدوجة، مما يجعلها أكثر مرونة في التطبيقات عالية الطاقة. على الرغم من أن التصميم ثنائي الدوار أحادي الجزء، على الرغم من أنه أكثر شيوعًا، إلا أنه يتطلب غلافًا إضافيًا لمنع فقدان الحديد. بالنسبة للتصميم أحادي الدوار والمزدوج الدوار، يمكن الاستغناء عن الغلاف، مما يوفر الوزن ويحسن الكفاءة بشكل أكبر.
إن استخدام الفولاذ الكهربائي الموجه للوادي يمكن أن يؤدي بسهولة إلى زيادة التدفق المغناطيسي للمحرك وتحسين الكفاءة بشكل أكبر.
لا يعد هذا التكوين الجديد للمحرك مجرد ابتكار نظري فحسب، بل إن تطبيقاته العملية قد تكون متنوعة. وفي قطاع السيارات، تتخصص شركة YASA، وهي شركة تابعة لشركة مرسيدس بنز، في إنتاج المحركات الكهربائية المحورية، والتي تم استخدامها في السيارات النموذجية والنماذج الأولية وسيارات السباق مثل جاكوار C-X75 وكوينجسيج ريجيرا. وفي صناعة السيارات، يتمثل هدف YASA في تطوير محركات كهربائية يمكنها الوصول إلى 220 كيلو وات لكل كيلوغرام، وهو ما سيكون بلا شك قوة دافعة مهمة للسيارات الكهربائية المستقبلية وسط اتجاه تخفيف الوزن.
في مجال الطيران، تستخدم الطائرات الكهربائية من جاكوار لاند روفر ثلاثة محركات محورية. وهذا يوضح إمكانيات هذا المحرك في ظل الطلب على كثافة الطاقة العالية والتصميم خفيف الوزن. ومن المتوقع أن يصل محرك YASA في المستقبل إلى هدف 50 كيلو وات لكل كيلوغرام، وهو ما من شأنه أن يعزز بشكل كبير تطوير الطائرات الكهربائية.
على الرغم من أن اختيارات التصميم تؤدي إلى مبادئ تشغيل مختلفة، فإن هندسة المحركات المحورية تجعلها مفيدة بشكل فريد للعديد من التطبيقات.
لقد أثبتت المحركات المحورية نفسها في العديد من التطبيقات المختلفة باستخدام مبادئ تشغيل مختلفة مثل محركات التيار المستمر ذات الفرشاة والمحركات الحثية والمحركات المتدرجة. بالمقارنة مع المحركات الشعاعية التقليدية، تكون المحركات المحورية عادةً أقصر وأوسع في المساحة، مما يجعلها ممتازة في التصميمات المدمجة ويمكن بناؤها مباشرة على لوحات الدوائر المطبوعة، مما يجعل الاستفادة الكاملة من أسلاك PCB كلفائف الجزء الثابت.
مع الاستخدام الواسع النطاق للمغناطيسات الدائمة القوية، أدى ظهور المحركات المحورية بلا شك إلى تحسين كثافة الطاقة وكفاءة العمل مع تقليل التعقيد الهيكلي. ويمهد تطوير هذه التقنيات الطريق أمام وسائل نقل عالية الأداء وصديقة للبيئة مثل السيارات الكهربائية والطائرات الكهربائية في المستقبل.حاليًا، توجد سلسلة من المحركات المحورية عالية الأداء في السوق من شركات مثل Emrax وSiemens، والتي توفر كثافة طاقة عالية للغاية. يُقال إن كثافة الطاقة لمحركات Emrax 228 و268 تتجاوز 5.00 كيلو وات/ كجم.
من خلال فهم وتطبيق المحركات المحورية، قد نتمكن من رؤية المزيد من الابتكارات والاختراقات في المستقبل. لا تستطيع هذه المحركات تحسين أداء الطاقة فحسب، بل إنها تعزز أيضًا تطوير المزيد من المجالات. ما نوع المفاجآت التي ستجلبها لنا التكنولوجيا المستقبلية؟
