High-Torque Motors for Battery Operated Material Handling Trucks

摘要

S rozvojem výkonové elektroniky i vysokoenergetických magnetů došlo k rozšíření synchronních strojů buzených permanentními magnety i do aplikací, kde je vyžadována plynulejší a náročnější regulace. Díky velké hustotě momentu, které mohou stroje buzené permanentími magnety dosáhnout, se začaly synchronní stroje uplatňovat i v přímých pohonech. Jednou z oblastí, ve které by se mohly přímé pohony uplatnit, je manipulační technika, kde je v současnosti většina pohonů pojezdu řešena pomocí asynchronního motoru, který je přes převodovku s pevným převodovým poměrem spojen s poháněným kolem. Navrhnout motor pro přímý pohon nízkozdvižného vozíku bylo i cílem této dizertační práce. Motor přímého pohonu je umístěn přímo v pojezdovém kole, a proto se jako vhodnější jeví provedení s vnějším rotorem. Na základě studia i ověřovacích výpočtů byly nakonec vybrány pro přímý pohon dva typy motorů – synchronní motor s permanentními magnety na rotoru a motor s transversálním tokem. Oba typy motorů jsou v této práci podrobně popsány. Pro přímý pohon nízkozdvižného vozíku byly následně navrženy motory v obou provedeních, které byly podrobně optimalizovány pomocí numerického programu využívajícího metodu konečných prvků. Podle návrhu byly oba motory vyrobeny, správnost návrhu byla následně ověřena laboratorním měřením. Synchronní motor s permanentními magnety na rotoru vykazuje lepší elektromagnetické vlastnosti a vyznačuje se jednodušší výrobou, proto se jeví pro tuto aplikaci jako vhodnější. Oproti tomu u motoru s transversálním tokem se dá při stejném objemu stroje ušetřit podstatnou část aktivních materiálů. Přínosem této práce jsou zejména výsledky podrobné optimalizace obou strojů i jejich vzájemné porovnání.