นักวิจัยเยอรมันพัฒนาวิธีระบายความร้อนใหม่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า ระบายความร้อนตรงผ่านตัวนำทองแดง

นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย RWTH Aachen กำลังพัฒนาระบบระบายความร้อนแบบใหม่สำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า โดยแทนที่จะระบายความร้อนแกนเหล็กจากภายนอก พวกเขาจะปล่อยสารหล่อเย็นให้ไหลผ่านช่องว่างในตัวนำทองแดงโดยตรง

ภาควิชาวิศวกรรมการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ไฟฟ้า (PEM) ของมหาวิทยาลัย RWTH Aachen ในประเทศเยอรมนี ได้เริ่มโครงการวิจัยใหม่ โดยได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากกระทรวงเศรษฐกิจและการปกป้องสภาพอากาศแห่งสหพันธรัฐ เป็นระยะเวลาประมาณ 2 ปี โครงการนี้มีชื่อว่า “ความสามารถด้านวิศวกรรมการผลิตของห่วงโซ่กระบวนการสเตเตอร์แบบแฮร์พินสำหรับการประมวลผลท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมผืนผ้าเพื่อใช้ในระบบขับเคลื่อน” นักวิจัยต้องการพัฒนาขั้นตอนการผลิตสำหรับสเตเตอร์แบบแฮร์พินสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า โดยมีเป้าหมายที่จะประมวลผลท่อนำคลื่นสี่เหลี่ยมผืนผ้า ท่อนำคลื่นเหล่านี้ช่วยให้สามารถระบายความร้อนเครื่องจักรได้โดยตรง แทนที่จะใช้วิธีระบายความร้อนทางอ้อมแบบเดิม

สเตเตอร์แบบแฮร์พินเป็นตัวกำหนดประสิทธิภาพและประสิทธิผลของมอเตอร์ไฟฟ้าอย่างมาก แนวคิดเดิม ๆ จะระบายความร้อนหัวขดลวดหรือแกนเหล็ก ซึ่งเป็นการระบายความร้อนทางอ้อมให้กับส่วนที่ใช้งานของขดลวด ศาสตราจารย์ อาคิม คัมป์เคอร์ หัวหน้าภาควิชา เน้นย้ำว่า “การออกแบบความร้อนของมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นหนึ่งในความท้าทายในปัจจุบันในการผลิตยานยนต์ไฟฟ้า” โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากต้องการรักษาความกะทัดรัดและประสิทธิภาพ

สารหล่อเย็นไหลผ่านตัวนำทองแดงโดยตรง

ในทางกลับกัน ท่อนำคลื่นช่วยให้สามารถระบายความร้อนขดลวดได้โดยตรง ท่อนำคลื่นคือตัวนำทองแดงที่มีช่องว่างต่อเนื่อง หน้าตัดภายนอกและช่องว่างสามารถมีรูปร่างที่แตกต่างกันได้ สามารถเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า วงกลม หรือรูปร่างอื่น ๆ ได้ ด้วยการระบายความร้อนโดยตรง สารหล่อเย็นจะไหลผ่านตัวนำ ซึ่งจะระบายความร้อนที่เกิดขึ้นจากส่วนที่ใช้งานของขดลวด ทิล แบ็คเคส ผู้จัดการโครงการ กล่าวว่า “ท่อนำคลื่นมีศักยภาพอย่างมากในการเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผลของเครื่องขับเคลื่อนไฟฟ้า”

ผู้ผลิตกำลังใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยตรงกับท่อนำคลื่นในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้ว โดยระบายความร้อนเครื่องจักรที่มีกำลังขับสูงสุด 1,800 เมกะวัตต์ด้วยไฮโดรเจนและน้ำบริสุทธิ์ ความท้าทายของมอเตอร์ขับเคลื่อนไฟฟ้าอยู่ที่ลำดับความสำคัญอื่น ๆ เส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอุตสาหกรรมมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของมอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปถึง 13 เท่า ศาสตราจารย์ คัมป์เคอร์ อธิบายว่า “กระบวนการดัดและสัมผัสที่ใช้ในการสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าไม่สามารถถ่ายโอนได้ง่าย ๆ” โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากข้อกำหนดด้านคุณภาพที่เข้มงวดและปริมาณมากในภาคยานยนต์

ที่มา : https://www.all-about-industries.com/new-cooling-method-for-electric-motors-a-cef168b1ebb0d685e5241bb3bef549ff/