Образовательный и исследовательский фонд по электромоторам (EMERF), организация 501(c)(3), и фонд SMMA – Ассоциация двигателей и движения (SMMA) рады объявить о выборе Техасского университета A&M в качестве получателя гранта на 2013 год.

EMERF сформировал исследовательскую группу из компаний — членов SMMA для проведения предварительного конкурса, чтобы проанализировать и внести свой вклад в потенциальные темы исследований, которые представляют интерес и ценность для индустрии производства малых двигателей. В качестве темы исследования была выбрана тема ”Повышение удельной мощности при одновременном повышении эффективности малых электродвигателей». В сентябре 2013 года было опубликовано предложение, в котором приняли участие восемь респондентов. Цель этой работы — предоставить новую технологию для производства малогабаритных двигателей, отвечающую техническим требованиям, определенным в предложении. Ожидается, что премия в размере 15 000 долларов в этом раунде станет началом программы, которая выведет эту новую технологию на рынок.

Лаборатория электрических машин и силовой электроники (EMPE) Техасского университета A&M под руководством Хамида А. Толията, доктора технических наук, научного сотрудника IEEE, представила победившее предложение. Ожидается, что проект “Разработка синхронного реактивного двигателя на ферритовой основе (Fa-SynRM) с алюминиевыми проводниками в статоре” начнется в январе 2014 года и продлится шесть месяцев. Победившее предложение включало следующий реферат:

“Решение проблемы, связанной с чрезвычайно высокими требованиями к эффективности, удельной мощности и стоимости электродвигателей, зависит от сочетания двух ключевых аспектов: топологии геометрии и материалов. Для создания недорогого двигателя материальные затраты и затраты на рабочую силу должны быть максимально сведены к минимуму. Для снижения потерь в машине наибольшую озабоченность вызывают потери I2R (для данной спецификации). Единственным способом одновременного снижения потерь и затрат является использование в статоре алюминиевых проводников, намотанных на прутки. Стержневые провода обеспечивают очень высокий коэффициент заполнения (>85%) даже для небольших двигателей, компенсируя тем самым меньшую электропроводность алюминия по сравнению с медью. Кроме того, значительно снижается вес за счет более низкой плотности алюминия.

Две основные проблемы, связанные с выполнением заданных технических требований, связаны с процессами проектирования и изготовления. Проектирование, основанное на анализе конечных элементов, практически необходимо для оптимизации конструкции такого двигателя, поскольку его геометрия характеризуется нетрадиционными формами статора и ротора, нелинейными материалами и расчетом поверхностных и контактных эффектов в проводниках с намоткой стержней. Чтобы использовать прямоугольные проводники в небольших двигателях с полузакрытыми пазами, проводники изгибаются и вставляются в пазы по оси, чтобы избежать сегментированных статоров или открытых пазов, которые вызывают высокие потери на вихревые токи в проводниках. Торцевые соединения с другой стороны могут быть приварены, что позволяет легко автоматизировать этот процесс с помощью современных роботизированных систем. Такая конструкция позволит изготавливать изделия с низкой стоимостью, высокой эффективностью и высокой удельной мощностью. Этот проект успешно продемонстрирует, как путем точной оптимизации конструкции можно наилучшим образом достичь поставленных целей.”

EMERF будет периодически публиковать сообщения о проекте, а также представит обновленную информацию на весенней конференции по управлению SMMA 2014 в Форт-Майерсе, штат Флорида.

EMERF / SMMA
www.smma.org