O motor síncrono de ímã permanente interno mais rápido do mundo

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A forma da maior ponte ferroviária da Coreia do Sul inspirou os engenheiros da Universidade de New South Wales a projetar um novo motor de alta velocidade. O protótipo do motor síncrono de ímã permanente interno (IPMSM) alcançou velocidades de 100.000 RPM, tornando-o o motor síncrono de ímã permanente interno mais rápido do mundo. Os motores IPMSM são usados ​​nos acionamentos de tração de veículos elétricos.

Rukmi Dutta, Professor Associado da Universidade de New South Wales; Guoyu Chu.

A nova tecnologia foi desenvolvida por uma equipe liderada pelo professor associado Rukmi Dutta e pelo Dr. Guoyu Chu, da Escola de Engenharia Elétrica e Telecomunicações da Universidade de New South Wales.

"Um motor do tipo IPMSM tem ímãs embutidos em seus rotores para criar um torque forte para uma faixa de velocidade estendida. No entanto, os IPMSMs existentes sofrem de baixa resistência mecânica devido a pontes de ferro finas em seus rotores, o que limita sua velocidade máxima. Mas a equipe UNSW tem patenteou uma nova topologia de rotor que melhora significativamente a robustez, ao mesmo tempo em que reduz a quantidade de materiais de terras raras por unidade de produção de energia", afirma a equipe.

“O novo projeto é baseado nas propriedades de engenharia da ponte ferroviária Gyopo, uma estrutura de arco duplo na Coréia do Sul, bem como uma técnica de distribuição de tensão mecânica baseada em curva composta”.

A impressionante densidade de potência do motor em torno de 7kW por quilograma oferece potencialmente melhor desempenho para veículos elétricos onde o peso é extremamente importante.

"Todo fabricante de veículos elétricos está tentando desenvolver motores de alta velocidade e o motivo é que a natureza da lei da física permite reduzir o tamanho dessa máquina. E com uma máquina menor, ela pesa menos e consome menos energia e, portanto, isso dá ao veículo um alcance maior", diz o Dr. Chu.

“Se um fabricante de veículos elétricos, como a Tesla, quisesse usar este motor, acredito que levaria apenas cerca de 6 a 12 meses para modificá-lo com base em suas especificações”.

O Dr. Chu gentilmente respondeu a perguntas adicionais para a CleanTechnica:

1. Qual seria o aumento estimado do alcance por carga em comparação com os motores EV atuais?

"Acreditamos que se dimensionarmos e otimizarmos o projeto do motor para aplicações EV, espera-se que seja 10%–20% mais leve e 2%–5% mais eficiente do que os motores usados ​​em EVs existentes. O inversor também se beneficiará da alta velocidade e tornar-se mais leve e menor. O peso reduzido e a eficiência aprimorada contribuirão para um alcance estendido - a estimativa aproximada é de cerca de 5% a 10% mais longa."

2. Quais minerais de terras raras seriam necessários em quantidades menores além do neodímio?

"A tecnologia do motor de alta velocidade UNSW pode ajudar a reduzir o volume total de ímãs permanentes necessários para fornecer uma potência específica. Portanto, pode ajudar a reduzir o uso geral de terras raras e minerais críticos em ímãs permanentes de alta energia. Nossa tecnologia pode ajudar a reduzir o uso de samário e cobalto se ímãs SmCo forem usados ​​para o motor. O samário é um mineral de terras raras e o cobalto é um mineral crítico de alta demanda."

3. Quanto tempo se espera que esse motor dure em comparação com os motores EV atuais?

"Como o motor de alta velocidade UNSW possui uma estrutura de rotor significativamente reforçada, ele pode atingir um fator de segurança mecânica 1,5 a 2 vezes maior do que os motores EV atuais. Consequentemente, espera-se que seja mais robusto mecanicamente e tenha uma vida útil mais longa. "

Bem, Elon, espero que você experimente este novo motor!

David Waterworth é um professor aposentado que divide seu tempo entre cuidar de seus netos e tentar garantir que eles tenham um planeta para viver. Ele é longo em Tesla [NASDAQ: TSLA].

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