Zaawansowane technologie magnetyczne zwiększą wydajność silników
Od dziesięcioleci silnik spalania wewnętrznego (ICE) jest dominującym mechanizmem napędowym w motoryzacji. Obecnie jednak coraz wyraźniej widać tendencję w kierunku napędu elektrycznego. Popularność pojazdów elektrycznych w dużej mierze zależy od postępów technologicznych w dziedzinie silnika elektrycznego jako zasadniczego źródła napędu. Projekt EMPATHY (Electric motor based on parallel path effect), bazujący na partnerstwie między małymi i średnimi przedsiębiorstwami (MŚP) a instytutami badawczymi, pracującymi nad nową generacją silników elektrycznych, miał na celu wykorzystanie pełnego potencjału silników przełączających strumień magnetyczny. Partnerzy projektu stworzyli dwa różne prototypy do zastosowań w motoryzacji. Pierwszym jest silnik pojedynczy, który dostarcza dodatkowej mocy do mniejszego silnika ICE, zapewniając oszczędność paliwa bez uszczerbku dla osiągów. Drugim jest innowacyjny system silników instalowanych w każdym z kół, tak aby moc przenoszona była bezpośrednio do kół z pominięciem wałów. Oba silniki oparto na technologii ścieżki równoległej, co umożliwia przełączenie pól magnetycznych pochodzących z magnesów trwałych z jednej ścieżki obwodu magnetycznego na drugą. Technologia ta ma proste podstawy, dlatego silniki z magnesem trwałym znalazły liczne zastosowania. Mimo tego sterowanie nimi jest dość skomplikowane i wymaga wiedzy na temat ich działania. W procesie projektowania silników EMPATHY badacze korzystali z narzędzi numerycznych symulujących ich geometrię, materiały i zachowanie elektromagnetyczne. Model symulacyjny umożliwił identyfikację optymalnego zestawu parametrów w celu zaprojektowania prototypów. Odpowiednia konstrukcja powinna zwiększyć wydajność silnika w porównaniu z silnikami konwencjonalnymi i zoptymalizować działanie, aby maksymalnie wykorzystać przełączanie strumienia magnetycznego. Jako że koncepcja pojazdów elektrycznych stopniowo nabiera impetu, zyskując zainteresowanie zarówno branży motoryzacyjnej, jak i klientów, nowo opracowane silniki elektryczne mogą odegrać kluczową rolę w rozwoju europejskiej motoryzacji. Silnik na bazie efektu ścieżki równoległej można też wykorzystać w dmuchawach i wentylatorach przemysłowych, pompach hydraulicznych i olejowych, narzędziach maszynowych i zautomatyzowanych systemach ciśnienia.
Słowa kluczowe
Wydajność silnika, silnik elektryczny, technologia obwodów magnetycznych, ścieżka równoległa, strumień magnetyczny