Vào ngày 21 tháng 6, tại Hội nghị Hệ thống Động cơ Điện & Diễn đàn Công nghiệp Động cơ Truyền động - Diễn đàn Hệ thống Động cơ Điện eVTOL 2025 (lần thứ 4) do Công ty TNHH Công nghệ Thông tin SMM, Công ty TNHH Công nghệ Vật liệu Mới Hồng Vương Hồ Nam, Chính quyền Nhân dân Quận Lâu Tinh và Khu Phát triển Kinh tế - Kỹ thuật cấp Quốc gia Lô Đức đồng tổ chức, ông Cao Hồng Phi, Đồng sáng lập/Tổng Giám đốc Công ty TNHH Công nghệ Động cơ EVK An Huy, đã chia sẻ những hiểu biết về "Công nghệ Động cơ Truyền động Cánh quạt Dây phẳng Hiệu suất Cao EVK".
1. Đặc điểm của Động cơ Hệ thống Truyền động cho Máy bay Bay Thấp
►Phân loại Hệ thống Truyền động eVTOL:
• Cánh quạt thuần túy: Cánh quạt một lớp, cánh quạt hai lớp trên và dưới;
• Cánh ghép;
• Cánh ghép xoay nghiêng.
►Hệ thống Cánh quạt Điện
Tóm tắt:
1. Có nhiều hình thức hệ thống truyền động khác nhau và không có hình thức nào có thể được coi là xu hướng tất yếu hiện nay.
2. Động cơ cánh quạt nâng thường là động cơ rotor ngoài; động cơ đường bay thường là động cơ rotor trong.
3. Động cơ và hệ thống cánh quạt được tích hợp trực tiếp, không có tiền lệ tích hợp động cơ và điều khiển điện tử.
1. Đặc điểm tải và Yêu cầu kỹ thuật của Động cơ Cánh quạt cho Máy bay Bay Thấp
►Yêu cầu kỹ thuật và Đặc điểm của Động cơ Cánh quạt:
a. Theo đặc điểm tải của cánh quạt: Không yêu cầu làm yếu trường công suất không đổi ở động cơ truyền động, và sự có mặt hay không của tỷ lệ mô men quán tính không liên quan.
b. Phạm vi tốc độ của động cơ hẹp; thường thì tốc độ tối đa trong phạm vi 1,4 lần tốc độ định mức.
c. Do độ bền của cánh quạt và yêu cầu vận tốc tuyến tính của chúng phải dưới vận tốc âm thanh, tốc độ hoạt động của động cơ truyền động tương đối thấp.
d. Động cơ truyền động cho máy bay bay thấp thường được kết nối trực tiếp với cánh quạt, có thể cải thiện độ tin cậy của hệ thống, và thường chọn kích thước trục ngắn hơn cho động cơ truyền động.
e. Dưới tiền đề tần số điều khiển của động cơ có thể kiểm soát được, tăng số cặp cực càng nhiều càng tốt có thể giảm hiệu quả độ dày của phần lõi stator và rotor và giảm kích thước cuộn dây đầu của động cơ. Kết hợp với tốc độ vận hành tương đối thấp, động cơ thường có số cặp cực cao hơn và thường được lựa chọn theo phương án cuộn dây tập trung nam châm vĩnh cửu.
f. Do yêu cầu độ tin cậy cao của động cơ cánh quạt (đặc biệt là đối với các mẫu có người lái), thiết kế hệ thống truyền động liên quan thường ưu tiên giảm tỷ lệ hỏng hóc hoặc cung cấp các chức năng dự phòng.
►Tóm tắt các đặc điểm
• Đặc điểm tải: Khi tốc độ tăng lên, chỉ số mô-men xoắn cũng tăng lên. Phạm vi tốc độ vận hành hiệu quả của động cơ cánh quạt máy bay hẹp hơn nhiều so với động cơ ô tô.
• Đặc điểm hiệu suất: Phạm vi tốc độ có hiệu suất cao trong hệ thống cánh quạt tương đối hẹp.
• Động cơ có đặc điểm này không thể sử dụng phương pháp tăng tốc bằng cách làm suy yếu từ trường để đáp ứng yêu cầu tốc độ cao và mô-men xoắn cao, do đó, suất điện động ngược của động cơ thường thấp hơn điện áp làm việc.
• Phải có các giải pháp tốt để giảm tổn thất PWM trong động cơ!
Mật độ mô-men xoắn trên trọng lượng của động cơ truyền động cánh quạt là rất quan trọng, tương đương với tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng của động cơ phản lực.
► Lựa chọn cấu trúc rotor trong và rotor ngoài
♦ Ưu và nhược điểm của rotor trong
• Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản (bao gồm hỗ trợ vòng bi, thiết kế dây dẫn ra, thiết kế kín, v.v.); diện tích tản nhiệt lớn trên đường kính ngoài của stator, cho phép tải điện cao hơn; rotor nằm bên trong stator, có mô men quán tính nhỏ, phù hợp cho các ổ đĩa servo; độ dày rotor thường không nhạy cảm, cho phép thiết kế mạch từ phức tạp hơn.
• Nhược điểm: Đường kính khe hở không khí tương đối nhỏ, không có lợi cho việc tăng mật độ mô-men xoắn; tản nhiệt rotor tương đối khó khăn và chi phí thép từ tương đối cao.
♦ Ưu và nhược điểm của rotor ngoài
• Ưu điểm: Đường kính khe hở không khí lớn, giúp dễ dàng đạt được mật độ mô-men xoắn cao hơn; tản nhiệt rotor thuận tiện; bảo vệ thép từ đơn giản, không cần lo lắng về căng thẳng ly tâm.
• Nhược điểm: Thiết kế cấu trúc khó khăn (bao gồm thiết kế kín, thiết kế tản nhiệt); mô men quán tính và lực ly tâm của rotor lớn, không phù hợp cho các ứng dụng tốc độ rất cao.
Nội dung cũng giới thiệu về Công ty TNHH Công nghệ Động cơ EVK Thượng Hải, còn được biết đến với tên gọi EVK.
3. Công nghệ dây dẹt cuộn tập trung của EVK
Động cơ dây dẹt phù hợp hơn cho máy bay điện
Trên cơ sở tần số điều khiển của động cơ có thể kiểm soát được, việc tăng số lượng cặp cực càng nhiều càng có thể giảm hiệu quả độ dày của phần lõi và phần rotor của stator cũng như kích thước đầu cuối của cuộn dây động cơ. Do đó, kết hợp với tốc độ vận hành tương đối thấp, động cơ thường có số lượng cặp cực cao hơn và thường được lựa chọn giải pháp dây dẹt cuộn tập trung với nam châm vĩnh cửu.
Nội dung cũng đi sâu vào giải thích về động cơ cuộn tập trung kiểu kẹp tóc đã được cấp bằng sáng chế của EVK.
► Động cơ dây dẹt cuộn tập trung
Ngoài ra, nội dung còn chia sẻ về cách thức cánh quạt ngoài + dây dẹt có thể cân bằng mật độ mô-men xoắn và chi phí, quy trình ma trận thép từ Halbach của EVK, công nghệ làm mát cuộn dây trực tiếp của EVK, giới thiệu về các sản phẩm và công nghệ động cơ cánh quạt của EVK, cũng như dây chuyền sản xuất động cơ cánh quạt của EVK.
》Nhấp vào đây để xem Báo cáo đặc biệt Hội nghị Hệ thống truyền động điện & Diễn đàn ngành công nghiệp động cơ truyền động SMM (lần thứ 4) năm 2025
