Британская и австрийская компании совместно разрабатывают зубчатый электрический двигательный блок для передовой воздушной мобильности

Репортаж от Wedoany，Британский производитель высокомощных электродвигателей и инверторов Helix (Милтон-Кинс) и австрийский специалист по высокопроизводительным трансмиссиям Zoerkler Gears GmbH & Co KG (Йойс) объединили усилия для совместной разработки и валидации зубчатого электрического двигательного блока (ЭДБ) для передовой воздушной мобильности (ПВМ). Данный ЭДБ специально разработан для требовательных применений eVTOL и может поддерживать установку пропеллеров в конфигурациях подъёма, крейсерского полёта и поворотного винта.

В традиционных приложениях с высоким крутящим моментом часто используются ЭДБ с «прямым приводом», что приводит к увеличению ширины и массы двигателя. Helix бесшовно интегрировала свой двигатель с лёгкой трансмиссией Zoerkler (эффективность 98%), что позволяет данному ЭДБ обеспечивать высокий крутящий момент в корпусе диаметром всего 26 см (что составляет 50% от диаметра эквивалентного блока с прямым приводом). Будучи первым продуктом в серии ЭДБ для передовой воздушной мобильности, данный блок весит 32,2 кг и обеспечивает следующие параметры: в конфигурации подъёма — мощность 100 кВт, крутящий момент до 1600 Н·м; в крейсерской конфигурации — постоянная мощность 250 кВт, пиковая мощность 400 кВт. Более лёгкая и узкая форма способствует уменьшению размеров гондолы и лобового сопротивления в приложениях eVTOL, что позволяет увеличить полезную нагрузку и дальность полёта.

Технология электрической силовой установки Helix основана на её масштабируемом ядре: собственный ротор с постоянными магнитами, запатентованное охлаждение ротора, большое количество полюсов, собственная структура обмоток, фиксация магнитов из углеродного композита, охлаждающий рукав из углеродного композита, а также высокоскоростное радиальное и осевое водяное охлаждение. Помимо мобильных применений, её продукция также используется в морской сфере, например, на высокопроизводительной парусной яхте Magic Carpet e.

Применение углеродных композитов в электродвигателях в основном обусловлено требованиями аэрокосмической отрасли и высокоскоростного машиностроения. Традиционные металлические фиксирующие рукава ротора (например, из Inconel 718 или титанового сплава) подвержены риску разрушения при высокоскоростном вращении. Рукав из углеродного композита на основе термореактивной смолы, оборачивающий ротор с постоянными магнитами, решает эту проблему. При вращении ротора со скоростью 20 000 об/мин (типичная скорость для современных электромобилей) каждый компонент испытывает центробежную силу, пропорциональную квадрату скорости; удвоение скорости увеличивает силу, разрывающую ротор, в четыре раза. Рукав из углеродного композита позволяет снизить вес компонентов двигателя, уменьшить момент инерции, обеспечить большее сжимающее давление, уменьшить воздушный зазор между узлом вала и статором, а также снизить самозагрузку, вызванную центробежными силами; его электрические потери также значительно ниже, чем у заменяемых металлических рукавов. Верификация методом конечных элементов (МКЭ), проведённая в Ок-Риджской национальной лаборатории (ORNL), подтвердила, что в двигателе с внешним ротором на поверхностных постоянных магнитах максимальное напряжение, испытываемое углеродным рукавом при скорости до 20 000 об/мин, остаётся ниже предела текучести материала, что обосновывает использование углеродных рукавов в мощных приложениях, таких как электромобили, турбогенераторы и аэрокосмические приводы.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com