Инженеры австралийского Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) в Сиднее создали новый высокоскоростной двигатель, который способен заметно увеличить запас хода электромобилей. Об этом сообщает портал TechXplore. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
Новая технология, разработанная группой под руководством доцента Рукми Датты и доктора Гою Чу из Школы электротехники и телекоммуникаций UNSW, представляет собой усовершенствование существующих двигателей типа IPMSM, которые преимущественно используются в тяговом приводе электромобилей.
В роторы таких двигателей встроены магниты для создания высокого крутящего момента в расширенном диапазоне скоростей. Однако существующие IPMSM имеют низкую механическую прочность из-за тонких железных перемычек в их роторах, что ограничивает их максимальную скорость.
Новая конструкция IPMSM была разработана инженерами UNSW с использованием собственной программы оптимизации с помощью искусственного интеллекта, которая оценивала серию конструкций по целому ряду различных физических аспектов – электрических, магнитных, механических и тепловых. Эта программа оценивала десятки возможных вариантов конструкций, затем выбрала лучших варианты для создания нового набора и действовала так до тех пор, пока был достигнут оптимум.
Итоговый двигатель стал 120-й итерацией из проанализированных программой вариантов конструкций. Помимо использования в электромобилях, у такого двигателя есть много других потенциальных применений. Одним из них являются большие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые требуют высокоскоростных компрессоров для использования новой формы хладагента, что значительно снижает вредное воздействие на окружающую среду.
Новый высокоскоростной электродвигатель также можно использовать в высокоточных станках с ЧПУ, которые пользуются большим спросом в авиационной и робототехнической промышленности. Другое применение – это IDG (интегрированный приводной генератор) внутри авиационного двигателя для обеспечения электроэнергией бортовых систем.
Новый двигатель исследователей UNSW также предлагает значительное преимущество по стоимости по сравнению с существующей технологией и использует меньше редкоземельных материалов, таких как неодим.
«Большинство высокоскоростных двигателей используют втулку для усиления роторов, и эта втулка обычно изготавливается из дорогостоящего материала, такого как титан или углеродное волокно. Сама втулка очень дорогая и требует точной подгонки, что увеличивает стоимость производства двигателя. Наши роторы имеют очень хорошую механическую прочность, поэтому нам не нужна эта втулка, что снижает стоимость производства», – поясняет доктор Чу.
При этом в изготовлении нового типа двигателя используется только около 30% редкоземельных материалов, что означает значительное снижение стоимости его производства.