在電機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁鋼布置作為影響驅(qū)動(dòng)電機(jī)性能的關(guān)鍵因素之一。經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜、從單一到多元的深刻變革。這一變革不僅推動(dòng)了電機(jī)效率、扭矩輸出等性能指標(biāo)的***提升，也為不同應(yīng)用場(chǎng)景下的電機(jī)設(shè)計(jì)提供了更多可能性。然而，隨著磁鋼布置復(fù)雜性的增加，生產(chǎn)組裝過(guò)程中的挑戰(zhàn)也日益凸顯。
本文將深入探討磁鋼布置技術(shù)的發(fā)展歷程，分析其在電機(jī)性能優(yōu)化中的作用，并介紹自動(dòng)化精細(xì)插入解決方案如何應(yīng)對(duì)生產(chǎn)組裝過(guò)程中的挑戰(zhàn)，為電機(jī)制造業(yè)的未來(lái)發(fā)展提供新的思路。
一、磁鋼布置技術(shù)的演進(jìn)：
（1）從一到V：
早期，通常采用單一的一字型布置方式。主要因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造和安裝，有利于電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。但在輸出轉(zhuǎn)矩、功率和***轉(zhuǎn)速相對(duì)有限。隨著技術(shù)的進(jìn)步，V型布置成為了一種重要的布置方式，其結(jié)構(gòu)的交軸電感比一字型更大，直接提高了磁阻轉(zhuǎn)矩，使得電機(jī)在相同的體積和重量下能夠輸出更大的功率和轉(zhuǎn)矩。
舉個(gè)例子：2003款與2004款豐田Prius的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)有所不同。2003款轉(zhuǎn)子內(nèi)永磁體呈一字型，輸出轉(zhuǎn)矩為350Nm，功率為33kW，***轉(zhuǎn)速為5600r/min。而2004款轉(zhuǎn)子內(nèi)永磁體為V型，輸出轉(zhuǎn)矩提升至400Nm，功率增至50kW，***轉(zhuǎn)速達(dá)6000r/min。
由此可以看出，從一字型到V型的轉(zhuǎn)變意味著磁路的變化。V型結(jié)構(gòu)的交軸電感比一字型更大，這直接提高了磁阻轉(zhuǎn)矩、扭矩密度以及更佳的動(dòng)力性能。
（2）從單層到雙層：
如下圖，相較于從一到V型的布置方式，雙層V+1型的設(shè)計(jì)更為***和復(fù)雜，其能夠進(jìn)一步增加磁鋼的數(shù)量和排列密度，從而增加磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使得電機(jī)能夠產(chǎn)生更強(qiáng)大的磁場(chǎng)效應(yīng)。
（3）非對(duì)稱(chēng)磁鋼布置：
目前新能源電驅(qū)所用的大多都是對(duì)稱(chēng)布置，其優(yōu)點(diǎn)是磁鋼種類(lèi)較少，能夠降低生產(chǎn)制造難度。但由于對(duì)稱(chēng)布置的氣隙磁密不是正弦。若要達(dá)到氣隙磁密正弦，非對(duì)稱(chēng)磁鋼布置是一個(gè)好的解決方案，這種布置方式能使氣隙磁密更大程度正弦化，從而提高反電勢(shì)的正弦程度。
然而，面對(duì)磁鋼布置技術(shù)的不斷發(fā)展，電機(jī)在性能上得到了***提升，但這也對(duì)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)提出了更高的要求。一方面，磁鋼的***與裝配難度隨著布置方式的復(fù)雜化而不斷增加。另一方面，為滿(mǎn)足不同布置方式的需求，磁極極性的***控制也是一大需求，需在磁鋼插入和固定過(guò)程中確保極性不被改變。
二、解決方案
1.磁鋼強(qiáng)磁性&易碎性
采用專(zhuān)用的磁鋼抓取工具，避免在抓取過(guò)程中因磁力過(guò)強(qiáng)而導(dǎo)致的磁鋼損壞。其次，使用***夾具或優(yōu)化傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)確保磁鋼在插入過(guò)程中受到均勻的支撐和保護(hù)，減少碎磁現(xiàn)象。
2.極性的***控制與裝配精度
通過(guò)***控制電流方向?qū)崿F(xiàn)磁鋼極性的***控制。自動(dòng)化設(shè)備利用精密機(jī)器人進(jìn)行裝配，準(zhǔn)確控制其運(yùn)動(dòng)軌跡和力度，減少裝配誤差。同時(shí)，結(jié)合傳感器和機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)磁鋼位置和狀態(tài)，提高裝配效率和準(zhǔn)確性。
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發(fā)布于2024-11-27
