金屬基復合材料為電機轉子提供40%的重量節省

根據英國創新署(InnovateUK)的研究,尋求提高電機效率和性能的工程師可以從使用鋁基復合材料(AMCs)中獲益,“以更少的研發競爭使其變得更輕”。

金屬基復合材料為電機轉子提供40%的重量節省的圖1

該項目由AMC專家阿爾文特牽頭,與通用電氣航空公司、YASA汽車公司和國家復合材料中心合作,在提高轉子的功率慣性比潛力的同時,為軸向磁通電機實現了40%的轉子重量節省。此外,還減少了裝配線零件的數量,從而縮短了裝配時間。

隨著電氣化的增加,汽車制造商正在尋求優化電機效率圖,例如通過提高效率作為轉矩和速度的函數,最終決定汽車的能耗。該行業面臨的挑戰是如何在簡化制造和總體成本的同時,找到提高效率和性能的方法。

阿爾旺公司專有的AMCS使部件能夠在需要的地方,即使在單一的連續產品中,也能針對強度與重量和剛度與重量的比率進行優化。阿爾旺獨特的、專有的先進液體壓力成形(ALPF)方法可以在近凈形狀制造方法中有選擇地增強元件的一種性能材料的區域,或者將阿爾旺的材料作為離散的鑲嵌件應用到一個元件中,以實現成本效益,在該元件中有一組類似的刀片是解決方案。

通過在轉子設計中采用AMCS,ALVANT能夠實現更多的好處。在軸向磁通電機的應用中,適用于乘用車,阿爾文的技術不僅可以減輕重量;零部件質量的降低和受力的降低意味著工程師們可以省去所需的固定螺栓的數量,減少材料清單和裝配時間。

阿爾文特的商業總監理查德·湯普森(Richard Thompson)表示:“使用AMCS,我們能夠在保持電動轉子剛度的同時,降低寄生質量,提高功率慣性比,從而提高效率和響應性。”“此外,我們還可以提供更好的耐熱性,最高可達300°C,使AMCS成為比聚合物復合材料更適合電機、電池、能量回收系統、風扇和飛輪等應用的材料。”

除了制造和服務中的收益,阿爾旺的AMC是更可持續的,由于有能力分離的纖維從鋁在壽命結束的階段。

理查德·湯普森(RichardThompson)補充說:“設計師必須越來越多地在設計中考慮‘全壽命成本’,這是資產管理公司得分很高的一個領域。”

雖然創新英國/YASA項目側重于乘用車轉子,但阿爾旺自己的研究計劃表明,在航空航天、汽車、國防、消費品和體育設備等行業采用AMCS可在多個高溫或高壓應用領域取得進展。

來源:JEC

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