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.