축방향 자속 모터 테스트 벤치: EV 드라이브트레인 및 항공우주용 팬케이크 모터 테스트

축방향 자속 모터(Axial Flux Motor)가 생산에 들어가고 있습니다 - 테스트가 뒤따라야 합니다

축방향 자속 모터는 대부분의 엔지니어가 예상한 것보다 빠르게 항공우주의 호기심에서 주류 EV 구성 요소로 이동했습니다.. Ferrari의 SF90 Stradale은 하이브리드 후면 유닛에 YASA에서 파생된 축방향 자속 모터를 사용합니다.. 메르세데스-벤츠가 YASA를 완전 인수했습니다. 2021 AMG 라인업 기술 확보. 항공기에 Emrax 및 Magnax 공급 장치, 경마, 및 해군 추진 OEM. Turntide와 Saietta는 각각 상업용 차량과 이륜차 시장을 다루고 있습니다..

공통적인 특징은 팬케이크 기하학이다.: 로터와 스테이터 디스크가 서로 마주보게 배열되어 있습니다., 작은 축방향 에어 갭으로 분리됨. 피크 시 5~10kW/kg의 전력 밀도 값이 일상적으로 입증됩니다., 비슷한 방사형 플럭스 기계가 달성하는 것의 대략 두 배. 그러나 테스트 벤치 엔지니어는 기존 모터 테스트에서는 볼 수 없는 몇 가지 과제에 직면해 있습니다..

폼 팩터가 테스트 벤치의 모든 것을 바꾸는 이유

방사상 자속 모터에는 원통형 하우징의 양쪽 끝에서 돌출된 샤프트가 있습니다. 테스트 벤치 커플링은 간단합니다.. 축방향 자속 모터의 출력 샤프트는 매우 평평한 하우징의 한쪽에서만 돌출될 수 있습니다., 아니면 트윈 로터에서 / 단일 고정자 (TRSM) 샤프트의 베어링 스팬이 비정상적으로 짧을 수 있는 구성. 테스트 벤치는 다음을 수용해야 합니다.:

• 맞춤형 어댑터 플랜지: 축방향 플럭스 하우징은 표준 IEC 또는 NEMA 풋 마운팅을 거의 사용하지 않습니다.. 모터의 볼트 원 직경과 센터링 스피곳과 일치하는 정밀 가공 벨 하우징 어댑터는 필수입니다.. 이상의 정렬 불량 0.05 mm 커플링 면의 TIR은 토크 측정을 왜곡하는 기생 굽힘 모멘트를 발생시킵니다..
• 축방향 하중 관리: 듀얼 로터 구성, 로터 디스크와 고정자 사이의 인력은 모터 자체 정격 추력을 3배 이상 초과할 수 있습니다.. 벤치의 테스트 테이블은 모터의 이동을 허용하지 않고 이 축방향 예압에 저항할 수 있어야 합니다., 이는 에어 갭을 변경하고 효율성 판독값을 손상시킵니다..
• 열 접근: TRSM 설계의 고정자는 회전하는 디스크 로터에 의해 양면이 둘러싸여 있습니다., 열전대로 고정자 슬롯 온도 측정을 매우 어렵게 만듭니다.. 고정자 권선을 통해 라우팅되는 광섬유 프로브가 선호됩니다.; 대안적으로, 열 평형 상태에서 권선 저항 측정을 통해 평균 도체 온도 제공.

핵심 테스트 항목

1. 역기전력 파형 및 고조파 분석

집중 권선이 있는 축 자속 모터는 종종 정현파보다 사다리꼴인 역기전력 파형을 나타냅니다.. 이는 모터가 사인파 인버터와 상호 작용하는 방식에 영향을 미치며 제어 튜닝 전에 특성을 파악해야 합니다.. 테스트 벤치는 부하가 가해지지 않은 상태에서 정격 속도로 모터를 회전시킵니다.; 개방 회로 위상 전압은 최소한의 샘플 속도로 기록됩니다. 50 kS/s. 최대 50차까지의 고조파 함량이 보고됩니다..

주요 지표: 개방 회로 역기전력 전압의 THD; 기본 주파수; 정격 속도에서 최대 라인 간 역기전력; 동일한 스핀다운 측정을 통해 코깅 토크 크기 및 각도 주기 계산.

2. 효율성 매핑 (속도-토크 그리드)

축방향 자속 모터는 일반적으로 다음의 피크 효율을 달성합니다. 96%, 그러나 좁은 고효율 섬은 설계 외 작동 지점에서 급속히 붕괴될 수 있습니다.. 최소 그리드 10 × 10 속도-토크 포인트가 권장됩니다, 더 미세한 해상도로 (20 × 20) 예상 WLTP 지역 / NEDC 가중 작동점. 입력 전력은 DC 버스에서 측정되어야 합니다.; 상 전류 및 전압 측정만으로는 인버터 스위칭 손실을 놓칠 수 있습니다..

주요 지표: 최고 시스템 효율성 (모터 + 인버터); 효율성 50% 속도 / 50% 토크; WLTP 주기당 가중 효율.

3. 연속 부하 하의 열 매핑

열 방출은 축방향 자속 모터의 주요 제약 사항입니다.. 고정자, 두 개의 회전 디스크 사이에 끼워져 있음, 활성 액체 냉각 채널이 고정자 요크에 내장되어 있지 않으면 대류 냉각이 제한됩니다.. 지속적인 부하 테스트 100% 정격 출력 30 열 핫스팟을 식별하는 데 최소 몇 분이 필요합니다.. 모터가 워터 재킷을 사용하는 경우, 냉각수 입구 온도, 유량, 테스트 실행 내내 압력이 일정하게 유지되어야 합니다..

4. NVH 및 구조 모드 테스트

축방향 플럭스 로터의 얇은 디스크 구조는 특정 속도-토크 조합에서 음향 공진에 취약합니다.. 디스크는 드럼 스킨 역할을 할 수 있습니다., 전기 기본 주파수의 두 배에 로터 슬롯 고조파를 더한 구조 기반 소음 방사. 모터 하우징 플랜지의 가속도계와 반무향 환경에서의 음력 측정이 표준입니다.. 위의 작동 지점을 식별하십시오. 80 데시벨(에이) ~에 1 드라이브 제어 팀이 고조파 주입을 적용하여 완화할 수 있도록 일찍.

5. 감자 위험 평가 (PM 축방향 플럭스)

영구자석 축방향 자속 로터 (예를 들어, TRSM) 축 방향의 자석 깊이가 컴팩트 디스크 설계에 의해 제한되기 때문에 단락 오류 조건에서 부분적인 감자에 취약합니다.. 테스트에는 2× 정격 피크 전류와 동일한 제어된 피크 음의 d축 전류 펄스를 적용하는 작업이 포함됩니다. 100 ms 및 즉시 피크 플럭스 결합을 다시 측정. 다음보다 큰 감소 0.5% 비가역적인 자기소거를 나타냅니다..

축 자속 작업을 위한 기존 테스트 벤치 조정

대부분의 모터 테스트 벤치는 부하 동력계 또는 전력 전자 장치를 교체하지 않고도 축 자속 작업을 위해 개조할 수 있습니다.. 주요 수정에는 기계적 고정이 포함됩니다. (맞춤형 벨 하우징 어댑터 및 축 고정 프레임), 열 계측기 (광섬유 프로브 또는 비접촉식 IR), 데이터 수집 구성. 우리 엔지니어링 팀은 다음과 같은 축 방향 플럭스 프로그램을 지원해 왔습니다. 10 kW 전자 자전거 미드 드라이브 250 kW 모터스포츠 견인 모터. 귀하의 신청서에 대해 논의하기 위해 연락하십시오.