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电机技术将采用什么材料和架构?
2025-01-23 17:50电机技术在材料和架构的选择上具有一定的多样性和专业性,下面就电机技术所用到的材料和架构进行详细的分析:
材料
铁磁材料:主要用于制造电机磁极、磁轭等零部件,常见的有纯铁、合金钢(如硅钢片)等。电工钢带(板)属于软磁材料,在电机、变压器行业也主要用起导磁作用。
导电材料:主要用于制造电机电线、端子、轴承等部件,主要有铜、铝两种。另外漆包线也是电机中常用的导电材料,具有良好的绝缘性和导电性。
绝缘材料:用于绝缘电线与电机零部件之间的电接触,常见的有纸、棉纱、塑料、陶瓷、绝缘漆等。
轴承材料:包括滚动轴承和滑动轴承,通常采用合金钢或合金钢制成,以保证电机在高速运转下的精度和寿命。
其他材料:转子材料有铸铁、铸铝、锻钢、永磁材料(如钕铁硼)等,用于制造电机转子。防振橡胶圈利用橡胶的减震、阻尼作用,减少电机运转时产生的振动,降低运行噪音。另外,端盖、壳体等零件通常采用钢板制成,并经过相应的防锈处理。
建筑学
就电机的架构而言,以混动汽车中的电机为例,依电机所处位置不同,可分为P0~P4及Ps架构。其中P代表电机位置(Position),P后面的数字越大,距离发动机越远。不同位置的电机扮演着不同的角色,其所扮演的角色与车辆的能耗、动力有直接关系。
P0架构:电机位于发动机前端附件驱动系统(FEAD)上,也就是普通车上逆变器的位置。这个逆变器就是发动机前端的一个小型发电机,通过皮带与发动机曲轴柔性连接。P0电机的技术和结构比较简单,应用也比较广泛。现在很多车型配备的自动启停技术就是P0架构。
P4架构:电机最核心的特点就是不与发动机共用驱动轴,因此采用P4电机设计的车型可以实现四驱功能。另外,P4电机与发动机之间并没有直接连接。但由于两者的驱动轮不同,车辆在发动机直驱模式与P4电机直驱模式之间切换时会面临挑战。市面上以P4电机作为主要驱动方式的车型比较少,比较典型的就是宝马i8。
此外,还有P0P4架构、P2P4混合架构、P1P4组合等,该类架构通常将P4电机与其他位置的电机进行组合,以实现更好的动力性能和能效比。
综上所述,电机技术的材料与架构选择多样且专业性强,实际应用中需要综合考虑电机的使用场景、性能要求、成本等因素进行选择。