Buet design i rotor giver elektrisk motor dobbelte omdrejninger

Her ses en prototype af den nye motor. Illustration: Guoyo Chu/ UNSW

Forskere fra University Of New South Wales har lavet en ny version af de såkaldte IPM motorer (Interior Permanent Magnet), der blandt andet bruges i elbiler.

Den nye prototype kan nå op på 100.000 omdrejninger i minuttet, hvilket er dobbelt så meget som tidligere motorer af samme type har været i stand til.

De mange omdrejninger i motoren, er opnået ved at implementere buede broer i rotoren, der bedre kan holde til den mekaniske stress, end de klassiske motor-strukturer.

Gyopo-jernbanebroen har været inspiration til den nye elmotor. Illustration: Dr. Guoyo Chu

Det buede design er inspireret af designet fra den sydkoreanske Gyopo-jernbanebro, der også skal håndtere en del mekanisk stress.

Teknikken gør, at motoren kan bygges mindre og bruge færre sjældne metaller, og stadig levere samme effekt.

Forskerne vurderer, at motoren vil være 10-20 procent lettere og 2-5 procent mere effektiv end de motorer, der i dag bruges i elbiler.

Ifølge Guoyu Chu, der er en af forskerne bag projektet, vil motoren indenfor et halvt til helt år kunne tilpasses til et bestemt køretøj, og derfor bruges af firmaer som for eksempel Tesla, eller andre producenter af elektriske biler.

Da motoren ville kunne laves mindre og lettere end tidligere, kan biler, der bruger designet, potentielt få en længere rækkevidde, da bilen ikke skal bruge energi på at transportere en tung motor.

Derudover kan designet på sigt laves billigere end det klassiske design, da det skal bruge færre sjældne metaller.

Emner : Elbiler
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Med dette omdrejningstal bør sådan en motor kunne trække en turbo direkte. Derved bør turbolag kunne reduceres og funktionen tilpasses bedre til hele omdrejningsfeltet.

  • 6
  • 22

Den er svær at kvantificere, fordi det afhænger meget af hvor motoren ønskes anvendt.

I en bil har vægten ikke samme betydning for anvendelsen som i et fly. I et fly kan du sikkert acceptere lidt dårligere effektivitet mod en mindre vægt.

Optimum af disse størrelser afhænger i den grad af den tænkte teoretiske anvendelse, som næppe svarer til den virkelighed kunderne lever i. Se bare bilers energiforbrug/km.

  • 3
  • 5

Den er svær at kvantificere, fordi det afhænger meget af hvor motoren ønskes anvendt.

Jeg vil argumentere at i dette tilfælde handler det om hvor den overhovedet kan anvendes.

Der er ikke mange ting man med fordel kan koble på en aksel der roterer 1600 gange i sekundet og endnu færre af dem der kan holde til det.

De eneste anvendelser jeg på stående fod kan komme i tanke om, er kompressorer, herunder vacuumpumper og gascentrifuger.

Inden man planlægger applikationer hvor motoren ikke bevæger sig i en ret linie, bør man regne grundigt på dens gyroskopiske kraft.

Ok, der var en til: For 30 år siden ville man have elsket en sådan motor til navigationsgyroskoper, men det er altsammen fiberoptik med laserlys nu om dage.

  • 7
  • 0

I et fly kan du sikkert acceptere lidt dårligere effektivitet mod en mindre vægt.

Fly bruger 400 Hz da nettop generatorer kan bygges små og langt mindre jernmasse / lettere i sammenlignet med 50 Hz, samme med transformatorer o.a.

Ved 400 Hz så er strømfortrængning / skin effekt i viklingerne til at leve med, når frekvensen kommer op på 1667 Hz, så er strømfortrængning en ret så væsentlig faktor og så kan det jo tænkes, at der gøres brug af flere lakisolerede ledere, for at kunne overføre strømmen.

Ved de store effekter der er talen om i elbilmotorer, så kan det under alle omstændigheder være en fordel at bruge flere ledere, da en enkelt leder bliver svær at håndtere / vikle.

I højfrekvens udstyr ( spoler ) er Litz wire ganske almindeligt, nogen der ved om det også bliver brugt i højfrekvensmotorer / generatorer ? https://en.wikipedia.org/wiki/Litz_wire

  • 1
  • 0

Den simple model af en motor/generator med lavt tab og konstant magnetisering, vil have omdrejningstal helt proportionalt med spændingen, og i princippet ikke kræve noget strøm uden at den belastes. Strøm gange spænding vil så svare til effekten i belastningen, men omdrejningstallet er det samme svarende til spændingen.

Kan man lave andre motorer hvor strømmen bestemmer omdrejningstallet og spændingen afhænger af belastningen? Den skal lige vendes et par gange. Tænk på visse elforsyninger i gamle dage der kørte med fast strøm og derfor variabel spænding afhængig af belastningen.

En gammeldags seriemotor kunne løbe løbsk uden styring og belastning.

Nok om det, for det andet er hvordan vægten af motoren afhænger af effekten man ønsker ud af den. Der er jeg noget usikker. Hvor meget jern til et givent areal af magnet felt og placering af ledere?

  • 2
  • 4

Historien lyder umiddelbart som en aprilsnar. Absurd at sammenligne magnetiseringslinier i de laminerede blikplader med kraftforløbet i en hængebro. Jeg vil forbedre en el-motor og laver derfor et litteratur-studie af hængebroer. Giver det nogen som helst mening. Nej. Der ryger troværdigheden af hele historien.

  • 1
  • 1

Jeg har ikke problemer med at tro på, at en motor med dobbet omdr. tal og halvt moment kan laves lettere. Gearing er absolut ikke et problem. Jeg kan lave en vilken somhelst gearing med kun to sæt planetgear. Et gear som kun bliver lettere, jo højere udvekslingen er.

  • 3
  • 2

Jeg tror alle her ved hvordan gear-udvekslinger virker :-)

Men du har overhovedet ikke forholdt dig til hvordan du vil håndtere de 100000 RPM i et køretøj ?

Bemærk: Ikke titusinde RPM, men hundredetusinde RPM.

Det nytter ikke noget at du laver et planetgear mere, hvis den meget beskedne forbedring i effektivitet de har opnået bare bliver til varme eller støj i den ekstra gearing.

Det nytter heller ikke noget hvis lejerne skal smøres manuelt hver gang man skal ud at køre en tur, eller hver gang temperaturen har ændret sig 10 grader siden sidst.

... Eller hvis holdbarheden kun er et par år.

...Eller hvis det er helt ulideligt at høre på, fordi hjulene i gearet har omdrejningstal lige midt ørets mest følsomme område.

Jeg tror simpelthen der er en PR-medarbejde der har tænkt "hvordan kan vi sælge en elmotor ... Hmm ... elbiler!" uden at ane noget som helst om nogen af delene.

  • 9
  • 3

Der er tale om at motoren løber dobbelt så stærkt. Man kan beholde hele den eksisterende transmision, og blot montere hjul i halv størrelse, så kører det.

  • 1
  • 1

Den eneste fræser jeg har set der nåede op i den slags omdrejningstal brugte en trykluftdrevet turbine, af samme type som dem der bruges i tandlægebor.

Jeg har svært ved at se en elektromotor konkurrere, ikke mindst pga størrelsen ?

Det er der masser af højfrekvens elektromotorer, der kan. En hurtig søgning giver f.eks. dette eksemplar:

RSM 80-D-120-2,5: omdrejninger 120.000 rpm, effekt 2,5 kW, diameter 80 mm, længde 260 mm.

http://elektromotoren.de/Produkte/T173/T17...

  • 6
  • 0

Jeg har svært ved at se en elektromotor konkurrere, ikke mindst pga størrelsen ?

PHK, du burde nok revidere din forældede viden. Her er et eksempel på et el-drevet tandlægebor med et omløbstal på 100.000 rpm.: https://www.alfredjaeger.de/de/dentadrive/...

Samme motor benyttes i en anden adoptering som Norddahl i #27 korrekt bemærkede med et omdrejningstal på 100.000 rpm. til boring/fræsning i printplader: https://www.alfredjaeger.de/de/z-line/1630...

PHK, måske forveksler du, at der benyttes trykluft til såvel køling af tandlægeborets lejer som såvel til køling af udboring af tanden?

Jeg hælder mest til at journalist Pernille Rosenfeldts artikel er stærkt overdreven med den usande påstand: "Den nye prototype kan nå op på 100.000 omdrejninger i minuttet, hvilket er dobbelt så meget som tidligere motorer af samme type har været i stand til."

Kære Ing. journalist Pernille Rosenfeldt, hvilke motorer henviser du til?

Har du data og årgang ?

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten