Thiết kế động cơ điện tùy chỉnh: Hướng dẫn kỹ thuật toàn diện

OEM giúp chúng tôi biết khả năng thực hiện của khách hàng. Chúng tôi biết cách phát triển động cơ tối ưu cho yêu cầu thực tế của họ. Đây là một hướng dẫn toàn diện cho động cơ điện tùy chỉnh thực hiện.

1. Khả năng tùy chỉnh cốt lõi cho OEM

Ma trận tùy chỉnh kỹ thuật

tham số	Động cơ tiêu chuẩn	Tùy chọn tùy chỉnh	Tác động của ngành
Kích thước khung	Tiêu chuẩn IEC/NEMA	Thiết kế nhỏ gọn/phẳng	Tiết kiệm không gian 15-40%
cuộn dây	Đồng chung	Cuộn dây/cuộn dây Litz	Tăng hiệu suất 3-8%
Nam châm	Tiêu chuẩn ferit	NdFeB/SmCo cao cấp	Tăng mô-men xoắn 20-30%
Vòng bi	Rãnh sâu tiêu chuẩn	Gốm lai/bôi trơn	Tuổi thọ gấp 2-3 lần
Bộ mã hóa	Tùy chọn tăng dần	Tuyệt đối/nhiều lượt	Định vị ±0,01°
làm mát	tiêu chuẩn TEFC	Làm mát bằng chất lỏng/hydro	Tăng mật độ năng lượng 50%

Tùy chọn nâng cao:

• Bộ truyền động động cơ tích hợp

• Thiết kế trục rỗng

• Hình học mặt bích/giá đỡ tùy chỉnh

• Chứng nhận chống cháy nổ

2. Quy trình thiết kế điện từ

Các bước tối ưu hóa cốt lõi

Thiết kế mạch từ:

• Lựa chọn kết hợp cực/khe (9S6P cho độ bám thấp)

• Tối ưu hóa khe hở không khí (điển hình 0,5-1,5mm)

• Phân tích mật độ từ thông (độ bão hòa 1,2-1,8 Tesla)

Cấu hình cuộn dây:

• Cuộn dây phân tán và cuộn dây tập trung

• Dây Litz cho ứng dụng tần số cao

• Máy cuộn dây tự động cho độ chính xác cao

Kỹ thuật giảm thiểu tổn thất:

• Giảm dòng điện xoáy (cán màng 0,2mm)

• Giảm thiểu tổn thất đồng AC (dây dẫn bị mắc kẹt)

• Phân đoạn nam châm (4-6 miếng mỗi cực)

3. Cân nhắc về kỹ thuật cơ khí

Thành phần kết cấu

Vật liệu khung:

• Nhôm (ứng dụng nhẹ)

• Gang (môi trường rung động cao)

• Thép không gỉ (môi trường ăn mòn)

Hệ thống ổ trục:

• Vòng bi cầu rãnh sâu (mục đích chung)

• Tiếp điểm góc (ứng dụng tải dọc trục)

• Vòng bi từ tính (không cần bảo trì)

Quản lý nhiệt:

• Tối ưu hóa vây làm mát (đã xác minh CFD)

• Kênh làm mát bằng chất lỏng (cho >50kW)

• Vật liệu thay đổi pha (ứng dụng mật độ cao)

4. Kỹ thuật sản xuất tiên tiến

Phương pháp sản xuất tiên tiến

Công nghệ	Lợi thế	ứng dụng
Cuộn dây phụ gia	Tỷ lệ lấp đầy vị trí cao hơn 15%	Động cơ hàng không vũ trụ
Đúc lai	Làm mát tích hợp	Lực kéo EV
Cắt bỏ bằng laser	Khe hở không khí chính xác	Thiết bị y tế
VPI tự động	Cách nhiệt không có khoảng trống	Ứng dụng điện áp cao

Tiêu chuẩn dung sai:

• Độ đồng tâm của rotor:

• Độ đảo trục:

• Dung sai cuộn dây: ±1 vòng

5. Tích hợp hệ thống điều khiển

Kiến trúc điều khiển hiện đại

Tùy chọn cảm biến:

Hiệu ứng Hall (chi phí thấp)

Bộ mã hóa (17-bit tuyệt đối)

Thuật toán không cảm biến (FOC cao cấp)

Khả năng tương thích ổ đĩa:

Tần số PLC (điển hình 8-16kHz)

Điều chỉnh điều khiển theo định hướng trường

Giao diện CANopen/EtherCAT

Tính năng bảo vệ:

Phát hiện độ bão hòa

Giám sát RTD Stator

Bảo vệ lỗi nối đất

6. Giao thức xác thực và kiểm tra

Ma trận kiểm tra toàn diện

(1). Kiểm tra hiệu suất:

Đường cong tốc độ mô-men xoắn (tải 0-200%)

Lập bản đồ hiệu quả (theo IEC 60034-2-1)

Phân tích dạng sóng ngược EMF

(2). Kiểm tra môi trường:

Chu kỳ nhiệt (5 chu kỳ tối thiểu)

Rung (đỉnh 20g, 3 trục)

Xịt muối (500 giờ theo tiêu chuẩn ASTM B117)

(3). Kiểm tra cuộc sống:

Lão hóa nhanh (hơn 10.000 giờ)

Đạp xe bắt đầu-dừng (hơn 50.000 chu kỳ)

Phân tích bôi trơn ổ trục

7. Chiến lược tối ưu hóa chi phí

Thiết kế cho khả năng sản xuất

Xây dựng mô-đun (dụng cụ dùng chung)

Mẫu cuộn dây tiêu chuẩn hóa

In 3D đa chất liệu

Phân tích kỹ thuật giá trị

Trình điều khiển chi phí:

Nam châm (25-40% BOM)

Cuộn dây đồng (15-25%)

Gia công chính xác (10-20%)

Kiểm soát chất lượng (5-15%)

8. Lộ trình chứng nhận

Yêu cầu tuân thủ toàn cầu

An toàn: UL 1004, IEC 60034

Hiệu quả: Lớp IE, quy định DOE

EMC: dòng EN 61000-6

Khu vực nguy hiểm: ATEX, IECEx

Phòng thí nghiệm thử nghiệm:

Intertek (ETL)

TÜV SÜD

Nhóm CSA

Giải pháp UL

9. Quy tắc thiết kế dành riêng cho ngành

Nguyên tắc dành riêng cho ứng dụng

A. Xe điện:

Khả năng tương thích hệ thống 800V+

Tích hợp làm mát dầu

Hiệu suất hệ thống trên 96%

B. Tự động hóa công nghiệp:

Khả năng quá tải (200% trong 1 phút)

Tích hợp phanh

Khả năng làm sạch CIP

C. Thiết bị y tế:

Khả năng chống bức xạ gamma

Vật liệu được FDA chấp thuận

10. Xu hướng tương lai của động cơ tùy chỉnh

Công nghệ mới nổi

(1). Sản xuất phụ gia

Cuộn dây in 3D (lấp đầy khe cao hơn 15%)

Cánh quạt vật liệu gradient

(2). Thiết kế được tối ưu hóa AI

Cấu trúc liên kết EM sáng tạo

Mô hình nhiệt tự học

(3). Điện tử công suất tích hợp

Giao hoán dựa trên GaN

Trình điều khiển cổng nhúng

(4). Giải pháp bền vững

Thiết kế không chứa đất hiếm

Vật liệu kinh tế tuần hoàn

Thời gian chu kỳ thiết kế:

Tiêu chuẩn sửa đổi: 8-12 tuần

Thiết kế tấm sạch: 16-26 tuần

Siêu chính xác: hơn 30 tuần

Cách tiếp cận toàn diện này đảm bảo động cơ tùy chỉnh đáp ứng các yêu cầu ứng dụng chính xác đồng thời tối ưu hóa hiệu suất, chi phí và khả năng sản xuất. Bạn có muốn tính toán chi tiết cho một kích thước hoặc ứng dụng động cơ cụ thể không?