پژوهشگر مرکز توسعه فناوری موتورهای الکتریکی پیشرفته پژوهشگاه نیرو، از طراحی و ساخت یک نمونه چرخ‌دنده مغناطیسی یک کیلوواتی در پژوهشگاه نیرو خبر داد.

به گزارش ایسنا، امین بیرامی ایناللو گفت: چرخ‌دنده‌ها کاربردهای گسترده‌ای به منظور انتقال گشتاور و تنظیم سرعت در صنایع مختلف دارند. با پیدایش آهنرباهای قوی، مفهوم انتقال گشتاور به واسطه اتصال دنده‌ها از طریق برهم‌کنش میدان‌های مغناطیسی ایجادشده توسط آهنرباهای دائم به جای برهم‌کنش مکانیکی مطرح شد که به این نوع چرخ‌دنده‌ها، چرخ‌دنده‌های مغناطیسی گفته می‌شود. چرخ‌دنده‌های مغناطیسی نسل اول، شباهت بسیاری به چرخ‌دنده‌های مکانیکی داشتند و حاوی آهن‌ربای دائمی بودند که بر روی دو شفت به صورت جداگانه نصب می‌شدند. چگالی گشتاور انتقالی توسط این نسل از چرخ‌دنده‌ها کم بود که به دلیل چگالی گشتاور کم و بازده پایین، این نوع چرخ‌دنده‌ها مورد توجه قرار نگرفتند.

وی افزود: نسل دوم چرخ‌دنده‌های مغناطیسی، چرخ‌دنده‌های هم‌محور بودند. در این نسل برای انتقال گشتاور، تمام آهن‌رباهای چرخ‌دنده به طور همزمان مورد استفاده قرار می‌گیرد و به همین دلیل در مقایسه با چرخ‌دنده‌های مکانیکی دارای مزایای خاصی هستند.

وی به سایش و شکست به دلیل تماس دنده‌ها، درگیر بودن تعداد کمی از دنده‌ها، پدیده خستگی، سروصدای زیاد، نیاز به روان‌کاری، تعمیر و نگهداری مداوم به عنوان معایب چرخ‌دنده‌های مکانیکی اشاره کرد و گفت: حداقل بودن میزان نویز، حفظ و نگهداری ساده، قابلیت اطمینان بالا، حفاظت اضافه بار به صورت طبیعی و جدا بودن شفت ورودی از شفت خروجی از مزایای چرخ‌دنده‌های مغناطیسی نسل دوم است.

مدیر پروژه ادامه داد: چرخ‌دنده‌های مغناطیسی را می‌توان به پنج دسته هم‌محور، خطی، محوری، هارمونیکی و سیاره‌ای تقسیم کرد. در این پروژه تحقیقاتی از میان انواع چرخ‌دنده‌های مغناطیسی نوع هم‌محور با توجه به ساختار ساده، مقاوم و پرکاربرد انتخاب شد و در ادامه مطالعات دقیق‌تری بر روی این مدل انجام گرفت و طراحی و ساخت نمونه ۱ کیلوواتی آن در پژوهشگاه نیرو انجام شد.

وی به کاربرد این چرخ‌دنده‌ها در صنایع اشاره کرد و گفت: از جمله کاربردهای چرخ‌دنده‌های مغناطیسی در صنایع، می‌توان به صنایع توربین‌های بادی، انرژی امواج، بازوی ربات، خودروهای برقی و هیبریدی و سیستم‌های پیشرانه کشتی اشاره کرد. این نوع از چرخ‌دنده‌ها در توربین‌های بادی، معایب چرخ‌دنده‌های مکانیکی مانند اضافه‌بار و سروصدا و شکسته شدن دندانه‌ها به علت تماس مکانیکی و غیره را ندارند و بر همین اساس هزینه تعمیر و نگهداری پایین است. در سیستم پیشرانه کشتی و خودروهای الکتریکی نیز کوچکتر و کارآمدتر بودن، قابلیت اطمینان، بازده و چگالی گشتاور زیاد این سیستم، منجر به گسترش آن در این صنعت شده است.

حداقل بودن میزان نویز، حفظ و نگهداری ساده، قابلیت اطمینان بالا، حفاظت اضافه‌بار به صورت طبیعی و جدا بودن شفت ورودی از شفت خروجی از مزایای چرخ‌دنده‌های مغناطیسی نسل دوم است.

بیرامی ادامه داد: با توجه به اینکه چرخ‌دنده مغناطیسی از نظر چگالی گشتاور و حجم و وزن تمام‌شده، بهتر از نمونه مکانیکی آن است، بنابراین میزان مواد مصرفی و هزینه کل آن کمتر خواهد بود.

وی افزود: دانش ساخت چرخ‌دنده‌ها مکانیکی بخصوص انواع خاص آن مانند چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای در ایران وجود ندارد و با توسعه چرخ‌دنده‌های مغناطیسی، فناوری مغناطیسی معادل این چرخ‌دنده‌ها به راحتی قابل حصول است که در خودروهای هیبری مورد استفاده قرار می‌گیرد و آینده صنعت خودروی کشور نیز به سمت تولید این خودروها پیش می‌رود.

بیرامی به چالش پیشروی این فناوری اشاره کرد و گفت: تنها چالش مهمی که در این فناوری وجود دارد، آهنربای مورد استفاده در آن است که می‌تواند به هزینه تمام‌شده آن بیافزاید که در این خصوص نیز می‌توان در پروژه‌ها و محصولات بعدی، از مواد مغناطیسی قابل ساخت در ایران استفاده کرد.

انتهای پیام

نظر دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *