חֲדָשׁוֹת

איזה תפקיד ממלאת הנחושת בייצור מנועים חסכוני באנרגיה?

כשמדובר בפיתוח טכנולוגיות רכב חדשות, נחושת חיונית לשיפור יעילות המנוע, ומנועי אינדוקציה סטנדרטיים דורשים שיפור משמעותי ביעילות באמצעות יותר נחושת בפיתולים שלהם, ליבות פלדה בדרגה גבוהה יותר, מיסבים ובידוד משופרים ועיצוב מאוורר קירור משופר. החיפוש אחר יעילות מנוע גדולה יותר הוביל לטכנולוגיות ועיצובים חדשים של מנועים שחרגו מעבר למנועי אינדוקציה, נחושת הפכה למוקד הטכנולוגיות החדשות הללו.

מנוע מגנט קבוע
מנוע סינכרוני מגנט קבוע (PMSM) יושם יותר ויותר בהנעה של מנועים תעשייתיים.טכנולוגיית מנוע מגנט קבוע החליפה את אלמנטי הרוטור במגנטים קבועים רבי עוצמה המיוצרים ממוטות אלומיניום נדירים.מגנטים קבועים מחולקים להרכבה על פני השטח והרכבה פנימית. הסטטור של מנוע מגנט קבוע דומה מאוד למנוע פצעי נחושת מסורתי.הרוטור במנוע הוא ייחודי, עם מגנטים קבועים המוטבעים ביריעת הרוטור או במשטח המוט. מנוע מגנט קבוע משתמש בפחות נחושת מאשר מנוע אינדוקציה AC בעל דירוג דומה, אך הוא עדיין מסתמך על נחושת ליעילות.

היתרונות של מנועי מגנט קבועים: עקומת מהירות מומנט מעולה, תגובה דינמית מעולה, יעילות ואמינות גבוהה, תחזוקה נמוכה, חיי שירות ארוכים יותר, רעש נמוך, יכולת מהירות גבוהה, יחס מומנט/נפח גבוה או צפיפות הספק גבוהה. חסרונות: עלות גבוהה, צורך בכוננים במהירות משתנה, קיימות של חומרי אדמה נדירים.

המספר והסוג של חוטי הנחושת חשובים בתכנון של מנוע סריגה ממתג, שבו כל סיבוב של הסליל מקונן יחד כדי לעזור למלא את חריצי הסטטור הגדולים שעיצוב מנוע הסרבנות המותג מאפשר. הנחושת היא חלק חשוב מהסליל , והמנוע בדרך כלל מלופף עם 100% נחושת, שיש לו התנגדות נמוכה בהרבה מחומרים חלופיים כגון אלומיניום. התנגדות פיתול נמוכה הופכת ישירות לחום נמוך יותר, ובכך משפרת את היעילות האנרגטית ומועילה להפחתת טמפרטורת הפעולה של המנוע.
בעת הצורך, מנועי סרבנות מוחלפים משתמשים בסליל העשוי מחוטי נחושת דמויי קשירה או חוט ליץ.הסליל עשוי מחוטי נחושת רבים וקטנים יותר המפותלים למלבן דמוי קשירה. באמצעות מוליך מסוג זה, ניתן לבצע טרנספוזיציה של המוליך, ובכך להפחית את אפקט העור, הגורם לזרם לנדוד אל החוץ של המוליך. מוליך, למעשה מגדיל את ההתנגדות של המוליך.

יתרונות מנוע רתיעה מסוג Switched: יעילות גבוהה, במיוחד בטווח עומס רחב, מומנט גבוה ומהירות גבוהה, תכונות מעולות של טווח מהירות הספק קבוע, אמינות גבוהה וחיים ארוכים, בנייה פשוטה וחזקה, צפיפות הספק גבוהה.
חסרונות: מומנט אדוות, דירוג רטט גבוה, צורך בהנעה במהירות משתנה, רעש, יעילות שיא נמוכה מעט ממנועי מגנט קבועים.
מנוע רוטור נחושת
החדשנות של טכנולוגיית מנועי רוטור נחושת נובעת מהדרישה ליעילות אנרגטית גבוהה יותר בשוק המנועים במתח נמוך, שלא ניתן לענות עליה על ידי עיצוב רוטור אלומיניום יצוק מסורתי. שימוש בטכנולוגיית רוטור נחושת חדשה לשיפור היעילות תוך שמירה על אותה טביעת הרגל כמו עיצובים מסורתיים של רוטור אלומיניום חשובים לא רק עבור יישומים חדשים אלא גם עבור יישומי שיפוץ. כדי לפתח טכנולוגיה חדשה זו, תעשיית המנוע עיצבה מחדש את הרוטורים, במיוחד את התכנון והפיתוח של תהליכי יציקת רוטור מורכבים. העלייה ביעילות בהשוואה לרוטור אלומיניום קונבנציונלי עיצובים מצדיקים את ההשקעה הגדולה בתכנון ובפיתוח. באמצעות טכנולוגיית אלומיניום יצוק, יציקה של רוטורים נחושת מוצקה מניבה יעילות גבוהה יותר במנועים באותו גודל בהשוואה למנועים מסורתיים חסכוניים באנרגיה.

סיכום
מנועי מגנט קבוע, חוסר רצון מיתוג ומנועי אינדוקציה רוטור נחושת, כל אחת מטכנולוגיות המנוע הללו בדרכה הייחודית מסתמכת על עיצובי נחושת לייצור מנועים יעילים ואמינים יותר. מנועי מגנט קבועים עם מגנטים קבועים רבי עוצמה ברוטורים שלהם, מנועי סרבנות מוחלפים עם הספק מתגים אלקטרוניים וסטטורים ורוטורים נחושת צפופים שלהם, ומנועי רוטור נחושת עם רוטורים קרים עם התנגדות זרם מופחתת, כולם מציעים אפשרויות להשגת יעדי חיסכון באנרגיה ושיפור ביצועים. באמצעות שימוש חדשני בנחושת, טכנולוגיית מיתוג ומגנטים קבועים, המנוע של היום עיצובים יכולים לבחור מבין דרכים רבות נוספות כדי לעמוד ביעילות ובדרישות הספציפיות ליישום.