制造高速电机需要什么?——上篇

如今市场上的电机技术回顾

六月份,我有幸参观了两场与高速电机相关的专业展览会,并探索了当今市场提供的选择。

北美Coiltech展

在底特律举办的首届北美Coiltech博览会上,电动汽车成为主流趋势。

在电动汽车领域,额定功率和负载曲线与工业应用不同。因此,许多展出的产品体积较小(通常为10至100千瓦),且专为高功率密度而设计。此外,该领域的生产批量大小也完全不同,这使得大规模生产投资更加可行。

展会上展出了众多电工薄板材料、冲压和叠片制造技术。各种绕组配置补充了定子组装选项,其中发夹式绕组占据主导地位。

就转子部件而言,有堆叠式和鼠笼式制造商,但永磁技术几乎不存在。

特别有趣的是,我们可以看到各种用于集成到电动汽车中的冷却方法,例如定子的直接液体冷却。

此外,展会还展示了非常复杂的定子和外壳几何形状,展现了增材制造在实现最终占地面积优化和功率密度方面的可能性。

ASME涡轮展

从Coiltech展又来到了孟菲斯的ASME涡轮增压展会,对高速电机的视角略有不同。因此,氢能应用的关注度有所降低,而超临界二氧化碳(sCO2)作为工艺介质则在许多展位上进行了展示。

sCO2 的应用范围广泛,从热泵到涡轮机,当然还有碳捕获、利用和储存 (CCUS),应有尽有。作为电机制造商,在设计此类应用的机器时,我们需要了解 sCO2 的影响和兼容性。

此次展会上还展出了电动传动系统组件,但并未出现明显的突破性技术。由于市场对热泵、有机朗肯循环 (ORC) 系统和氢能应用的需求下降,导致展会上无论是新产品还是现有解决方案,都明显缺乏将电动机和发电机与涡轮机械相结合的解决方案。

这些展会的收获

从本质上讲,这两个展览都表明,市场上已经有制造高度专业化的电机所需的构件,而且也存在利用这些电力驱动的应用。

然而,这些应用的广泛应用在很大程度上取决于几个因素。其中包括推动零排放的动力与投资新技术的财务条件——尤其是在现有的“老”解决方案也能完成任务的情况下,尽管它们运营成本更高、排放量更大,还有其他缺点。

但是,由于我们的共同目标是为子孙后代提供宜居的未来,我们难道不应该拥抱低排放技术并立即开始采用它们吗?

Product Manager, Solid Rotor Machines

Panu Hava

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Panu Hava currently works as Product Manager, solid-rotor machines at The Switch. He has over a decade of experience in product development of electric machines, including industrial induction and synchronous machines as well as high-speed induction machines. Today, his main responsibilities are technical sales support for new tailored products and leading product development of high-speed electric machines. Hava holds a M.Sc. (Tech.) in Mechanical Engineering from Lappeenranta University of Technology.