Language
Country/Area
No result found
المستقبل المسطح: كيف يمكن للمحركات المحورية إظهار كثافة طاقة عالية جدًا في مجالات الطيران والسيارات؟
مع التقدم المستمر للعلوم والتكنولوجيا، يتزايد الطلب على السيارات الكهربائية والطائرات الكهربائية يومًا بعد يوم. أحد التطورات التكنولوجية الهامة هو استخدام المحركات المحورية (Axial Flux Motor، AFM). في هذا الهيكل الحركي، يكون اتجاه الفجوة بين العضو الدوار والجزء الثابت موازيًا لمحور الدوران، وعلى عكس المحرك الشعاعي الشائع، فإن تصميم المحرك المحوري يجعل عزم الدوران ينمو مع مكعب قطر الدوار. يجعلها أداء أفضل من حيث كثافة الطاقة ممتازة. ولا يؤدي مثل هذا التصميم إلى تحسين الأداء فحسب، بل يُظهر أيضًا إمكانات قوية في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بدءًا من السيارات الكهربائية إلى الطائرات الكهربائية.
تتمتع المحركات المحورية بسطح مغناطيسي أكبر ومساحة سطح إجمالية أكبر، وتوفر تبريدًا أفضل بكثير لحجم معين مقارنة بالمحركات الشعاعية.
خصائص المحرك المحوري
يوفر تصميم المحركات المحورية العديد من المزايا. أولاً، يمكن بناء المحرك على أي هيكل مسطح، مثل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، وذلك عن طريق إضافة الملفات والمحامل. يعمل هذا التصميم على تبسيط عملية لف الملف ويمكن استخدام شرائح نحاسية مسطحة مستطيلة بدلاً من طرق اللف الأكثر تعقيدًا، مما يجعل عملية اللف ذات التيار العالي أسهل.
ثانيًا، غالبًا ما يمكن تصميم الجزء الدوار للمحرك المحوري ليكون أخف وزنًا، ونظرًا لأن الدائرة المغناطيسية أقصر، فمن الممكن غالبًا استخدام الفولاذ الكهربائي المحبب الموجه، والذي لا يزيد من النفاذية المغناطيسية فحسب، بل يقلل أيضًا من خسائر القلب . ومع ذلك، فإن هذا التصميم له أيضًا حدوده، مثل التوزيع غير المتساوي للتدفق المغناطيسي الذي يمكن أن يؤدي إلى أداء غير مستقر.
التصميم والتطبيق
من حيث التصميم، يمكن للمحركات المحورية استخدام دوارات مفردة أو مزدوجة، ويمكن أيضًا اختيار عضو ساكن مفرد أو مزدوج. عادة في التطبيقات عالية الطاقة، يكون التصميم ذو العضو الثابت المزدوج أكثر شيوعًا، على الرغم من أن هذا يتطلب مبيتًا يستوعب الخسائر الأساسية. في المقابل، يمكن لتصميم العضو الثابت المفرد والدوار المزدوج أن يوفر وزن الغلاف ويحسن الكفاءة.
يوفر محرك YASA 750 R القابل للتكديس بوزن 37 كجم كثافة طاقة تزيد عن 5 كيلو وات/كجم، مما يجعله متميزًا في السوق.
من الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن استخدام المحركات المحورية بدأ في وقت مبكر من فترة تطوير المحركات الكهرومغناطيسية، إلا أن نطاق تطبيقها كان محدودًا نسبيًا قبل توفر مواد المغناطيس الدائم القوية على نطاق واسع وتم تطوير تكنولوجيا محركات التيار المستمر بدون فرش. مع زيادة الطلب في السنوات الأخيرة، تسارع تطبيق المحركات المحورية في مجال السيارات الكهربائية.
التغيرات في قطاعي السيارات والطيران
في مجال السيارات، تم استخدام منتجات ياسا في مجموعة متنوعة من السيارات النموذجية والنموذجية، ويتم تركيبها على السيارات الرياضية عالية الأداء مثل كوينيجسيج ريجيرا وفيراري SF90 سترادال. هدف YASA هو تصميم محرك يمكنه إنتاج 220 كيلووات لكل كيلوغرام، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء السيارات الكهربائية.
في مجال الطيران، تستخدم طائرة رولز رويس الكهربائية ACCEL ثلاثة محركات محورية وتسجل الرقم القياسي العالمي الحالي للسرعة للطائرات الكهربائية. توفر ياسا محركات محورية لطائرات رولز رويس سبيريت أوف إنوفيشن، بهدف تحقيق كثافة طاقة تبلغ 50 كيلووات/كجم للتعامل مع التخفيض الهائل في الوزن المطلوب للطيران الإلكتروني.
إن تصميم المحركات المحورية لا يسمح للسيارات الكهربائية والطائرات بتحقيق كثافة طاقة أعلى فحسب، بل يستمر أيضًا في تغيير تصورنا للسفر الكهربائي.
النظرة المستقبلية
بالنظر إلى المستقبل، فإن إمكانات تطوير المحركات المحورية لا تزال ضخمة. بدأت شركات مختلفة، مثل Emrax وSiemens، في البحث عن محركات محورية أكثر كفاءة حتى تتمكن من الأداء الجيد في أنواع مختلفة من التطبيقات. مع التطور السريع لوسائل النقل الكهربائية حول العالم، قد يصبح الابتكار المستمر وتطبيق هذه التكنولوجيا اتجاهًا مهمًا في تصميم وسائل النقل المستقبلية.
في نهاية المطاف، مع تقدم التكنولوجيا، كيف يمكن لتطبيق هذه المحركات أن يغير أنماط حياتنا وأنظمة النقل لدينا؟
