ZDL -03ハブモーターのサプライヤーとして、私はモーターの動作滑らかさにトルクを収集することの重要性を直接目撃しました。このブログでは、ZDL -03ハブモーターのコギングトルクがスムーズな動作にどのように影響するかを掘り下げ、それを他のモデルのようないくつかのモデルと比較します。∗ -01ハブモーター、∗ -02ハブモーター、 そして∗ -04ハブモーター。
コギングトルクを理解する
止まりトルクとも呼ばれるコギングトルクは、ZDL -03ハブモーターのような永久磁石ブラシレスDCモーターの固有の特性です。ローターの永久磁石とステーター歯の間の相互作用のために発生するのは、非均一なトルクです。モーターがエネルギー化された状態にある場合、ローターはステーターの歯に比べて特定の優先位置に整列する傾向があります。このアライメントは、磁石と強磁性ステーターコアの間の磁気引力によって引き起こされます。
コギングトルク波形は通常、定期的な性質を持ち、電気サイクルあたりの期間数は、ステーター歯の数の最も一般的な倍数とローター極の数に等しくなります。 ZDL -03ハブモーターでは、ステーターとローターのジオメトリの設計、および使用される材料の磁気特性は、コグのトルクの大きさと周波数を決定します。
動作の滑らかさへの影響
振動とノイズ
ZDL -03ハブモーターに対する収集トルクの最も顕著な効果の1つは、振動とノイズの生成です。モーターが回転すると、コギングトルクの周期的な変動により、ローターは回転速度の小さな突然の変化を経験します。これらの速度の変動は、機械的振動に変換され、これはモーターハウジングと車両のフレームを通って送信できます。
電気スクーターや高エンドの電動自転車など、静かな操作が重要なアプリケーションでは、過度の振動とノイズが大きな欠点になる可能性があります。たとえば、ライダーが低速で巡航している場合、収集トルクによって引き起こされる断続的な振動は、ハンドルバーとシートを通して感じられ、乗車の全体的な快適さを軽減できます。私たちと比較して∗ -02ハブモーター、コギングトルクの低いために最適化されているため、ZDL -03は、コギングトルクがうまく制御されていない場合、より知覚可能な振動を引き起こす可能性があります。
低速度パフォーマンス
コギングトルクは、ZDL -03ハブモーターの低速性能に大きな影響を与えます。低速では、モーターの出力トルクは比較的小さく、コギングトルクは総トルクのかなりの部分になる可能性があります。これにより、不均一な加速と減速につながる可能性があり、モーターをスムーズに制御することが困難になります。
たとえば、停止から始まるとき、コーギングトルクは、ローターが磁気抑制を克服しようとするときにモーターをheしたり、ジャークしたりする可能性があります。これは、電気車椅子や自動誘導車両など、正確な低速制御が必要なアプリケーションで特に問題があります。対照的に、私たち∗ -04ハブモーター低速でのコギングトルクを最小限に抑えるために設計されており、よりシームレスなスタート - 上昇と低速の動作を提供します。
効率
コギングトルクは電気エネルギーを直接消費しませんが、ZDL -03ハブモーターの効率に間接的に影響を与える可能性があります。収集トルクによって引き起こされる振動と不均一な動作は、ベアリングの摩擦や風の損失など、モーターの機械的損失を増加させる可能性があります。さらに、制御システムは、トルクを収集することによって引き起こされる速度の変動を補うために、より多くのエネルギーを使用する必要がある場合があります。
時間が経つにつれて、これらの追加の損失は、モーターの全体的な効率を蓄積し、低下させる可能性があります。これは、エネルギー効率が長い範囲の電気オートバイなどの優先事項であるアプリケーションの懸念事項です。コギングトルクを最小化することにより、モーターの効率を改善し、車両の範囲を拡張できます。私たちの∗ -01ハブモーターエネルギー効率を向上させるために低いコギングトルクで設計されたモーターの例です。
コギングトルクの効果を軽減します
ステーターとローターの設計
ZDL -03ハブモーターのコギングトルクを減らす最も効果的な方法の1つは、慎重なステーターとローターの設計によるものです。ステータースロットやローター磁石を歪めるなどの手法を使用できます。歪むには、モーターの軸方向に沿って、ステータースロットまたはローター磁石をわずかに相殺することが含まれます。これにより、ステーターの歯とローター磁石の間の周期的なアライメントが混乱し、コギングトルクの大きさが減少します。
別の設計アプローチは、ステーター歯とローター磁石の形状とサイズを最適化することです。非均一な歯の形または磁石極アークを使用することにより、磁場分布を変更し、コギングトルクを減らすことができます。私たちのR＆Dチームは、ZDL -03ハブモーターのステーターとローターの設計の改善に継続的に取り組んでおり、高出力密度と効率を維持しながらコギングトルクを最小限に抑えています。
制御戦略
設計の改善に加えて、高度な制御戦略を使用して、収集トルクの効果を軽減することもできます。たとえば、センサーレスコントロールアルゴリズムを使用して、ローターの位置をより正確に推定し、制御システムが実際のタイムでコギングトルクを補正できるようにします。これらのアルゴリズムは、バック電気強力（EMF）またはモーターからのその他の電気信号を使用して、ローターの位置を決定し、高価な位置センサーの必要性を排除します。
フィールド - 配向コントロール（FOC）は、コギングトルクの影響を減らすために使用できるもう1つの強力な制御手法です。 FOCは、モーター電流の成分を生成するトルクの独立した制御（生成およびフラックス）を可能にし、モーターの出力トルクをより正確に制御できます。推定されたローターの位置に基づいて電流波形を調整することにより、FOCはコギングトルクに効果的に対抗し、モーターの動作の滑らかさを改善できます。
結論
ZDL -03ハブモーターのコギングトルクは、動作の滑らかさに大きな影響を与え、振動、騒音、低速性能、効率に影響します。サプライヤーとして、私たちは革新的な設計と高度な制御戦略を通じてこれらの問題に対処することに取り組んでいます。コギングトルクを最小化することにより、ZDL -03ハブモーターの全体的なパフォーマンスとユーザーエクスペリエンスを強化できます。
あなたが当社のZDL -03ハブモーターまたは私たちの他の製品のいずれかに興味がある場合、∗ -01ハブモーター、∗ -02ハブモーター、 または∗ -04ハブモーター、特定の要件について話し合い、調達交渉を開始するためにお問い合わせください。お客様と一緒に協力して、お客様のアプリケーションに最適なモーターソリューションを提供することを楽しみにしています。
参照
- ミラー、TJE（2001）。ブラシレスパーマネント - マグネットと不本意なモータードライブ。オックスフォード大学出版局。
- Zhu、ZQ、およびHowe、D。（2007）。永久的なマグネットブラシレスマシンの電磁分析。業界アプリケーションに関するIEEEトランザクション、43（6）、1594-1601。
- Rahman、MF、＆Wang、X。（2008）。永続的なマグネットブラシレスDCドライブの分析と制御。 IEEE Transactions on Industrial Electronics、55（6）、2277-2289。