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前言
本公众 号在4月3日发文《重磅!联合电子推出UX-PIN》,联合电子又在原X-PIN绕组基础上孵化出新的技术平台——UX-PIN。UX-PIN创新融合U-PIN与X-PIN双技术优势,突破既有设计平台兼容性瓶颈,为行业提供柔性升级路径。
联合电子在其4月2日的公众 号上同时宣布:在即将到来的上海车展上,发布新一代电机产品UX-PIN,转速高达50000rpm,不得不说现在新产品取名越来越高大上了,同时技术“噱头”也是越来越有味。
今天,本文就对即将发布的产品进行一个预测。特此说明:无任何特定指向,仅作者个人看法。
纳米涂覆技术
在电机涂覆工艺中,环氧粉末凭借固化时间快、工艺简单等优势得到广泛应用。然而,X-PIN 电机这种焊点间间距短的,其局限性暴露无遗。X-PIN电机焊点间间隙极小,环氧粉末涂覆后极易大面积粘连,如下图,这种严重影响产品质量判断,毕竟不知道大面积粘连处粉末气孔问题。
联合电子纳米涂覆技术大概是某种热固树脂作为涂覆材料,其颜色猜测为透明色,解决狭小的焊点间隙中实现均匀涂覆,避免粘连问题,如下图。
无漆绝缘工艺
无漆绝缘工艺在联合电子UX-PIN 电机中的应用,同样是一大技术亮点。该工艺最早源于 3M 为丰田开发的膨胀绝缘纸,这一举措大概率是为了实现槽内油冷这一创新设计,之前介绍联合电子槽内油冷技术文章提到过。
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膨胀绝缘纸的工作原理基于其特殊的材料属性,在一定温度下下能够膨胀并填充槽内空间,与传统绝缘漆工艺相比,无漆绝缘不仅简化了生产流程,为槽内油冷技术的实施创造了条件。
不过,膨胀绝缘纸对储存条件要求苛刻,通常需要冷链运输,以防止其在使用前过早膨胀。未来,材料厂家若能研发出 80℃以上才自膨胀的新型材料,将进一步推动无漆绝缘工艺在电机制造领域的广泛应用。
50000rpm 超高速电机设计
联合电子 UX-PIN 电机高达 50000rpm 的转速,这一指标甚至逼近机床主轴转速。今天不谈这个转速有没有,只谈谈高速电机需要怎么设计,需要注意哪些:
🔷 匝数设计:高转速电机对弱磁性能要求极高,匝数过多会严重影响弱磁效果。因此,联电 UX-PIN 电机匝数应该会控制在 20 匝以下,通过优化绕组设计,确保在高转速下能够实现良好的弱磁调速,保证电机的高效运行。
🔷 电压平台:为匹配高转速需求,该电机采用高压电压平台。高压能够提供足够的电能,使电机顺利进入 50000rpm 的弱磁区。
🔷 转子直径与磁钢:电机转子直径对其性能影响重大。UX-PIN 电机转子直径预计在 135mm 左右,搭配 3C 磁钢拓扑结构,3C大概率如下图,与比亚迪 新发布的E3.0可能相似。
高速电机磁钢层数会多一些,这是因为在深度弱磁情况下,内置式永磁电机的铁心损耗会随着永磁体层数的增加而下降,提高弱磁能力。
从强度角度看,多层磁钢结构使得单个磁钢尺寸变小,有效分散了应力,相比传统双 V 磁钢,提高了电机运行的稳定性与可靠性,参考比亚迪发布的高速电机拓扑,其最内层的“一”采用两段设计,联合电子的 3C 磁钢拓扑结构或许也借鉴了类似的思路,进一步优化电机性能,希望以后比亚迪开发布会时候针对这个取一个高大上的名称。
🔷 硅钢材料:高强度硅钢是超高速电机的必备材料。在高转速下,电机内部电磁力与机械应力大幅增加,普通硅钢难以满足需求。高强度硅钢凭借其出色的磁导率与机械强度,能够有效应对这些挑战。随着高速电机市场需求的不断增长,高强度硅钢的规模化生产将促使其价格逐渐下降,为行业的发展提供更有力的支持。
总结
作者比较好奇轴承厂家怎么看待这个转速,车用高速轴承能达到 30000rpm 已属不易,如今面对 50000rpm 的需求,传统轴承设计与材料难以胜任。现在要50000rpm了,保持架怎么办,用PEEK?用了PEEK成本怎么办?高速轴承损耗过大怎么解决?这些都是难题。
具体答案,上海车展揭晓。本号也将做进一步的解读。