Aksiaalivuoteknologia

Aksiaalivuokone

AXCO Motors Oy:n ydinliiketoimintaa ovat aksiaalivuosähkömoottoreiden sekä -generaattoreiden valmistaminen pyörimisnopeussäädettyihin VSD (Variable Speed Drive) käyttöihin. VSD käytöissä moottorin ohjaus toteutetaan taajuudenmuuttajalla, joka muuttaa vaihtosähkön jännitteen taajuuden ja amplitudin toisen taajuiseksi ja suuruiseksi vaihtojännitteeksi.

Aksiaalivuokestomagneettikone

Aksiaalivuoinduktiokoneita käytämme sovelluksissa, joilta vaaditaan suuria tai keskisuuria pyörimisnopeuksia. Aksiaalivuokestomagneettikoneita käytämme taas sovelluksissa, joissa käytetään hitaita pyörimisnopeuksia. Kestomagneettikoneet soveltuvat erityisen hyvin käytettäväksi tuuligeneraattoreina, ajoneuvo- tai servomoottoreina.

Aksiaalivuoinduktiomoottori

Taajuudenmuuttajaohjatut aksiaalivuoinduktiomoottorit soveltuvat pumppu-, kompressori- ja puhallinsovelluksiin, joissa VSD tekniikalla saavutetaan huomattavia energiasäästöjä verrattuna kiinteäpyörimisnopeuksisiin (on-off) tyyppisiin käyttöihin tai kuristussäätöön, jossa venttiilillä muutetaan putkiston virtausvastusta. VSD tekniikalla saavutettujen energiasäästöjen takia tekniikka soveltuu erityisen hyvin teollisuuskäyttöön. VSD tekniikalla toteutetut sovellukset ovatkin lisääntymässä teollisuuslaitoksissa. Valmistamamme moottorit täyttävät korkeimman hyötysuhdeluokan (eff 1) vaatimukset ja soveltuvat siten käytettäväksi erityisen hyvin VSD käytöissä.

Teollisuussovellukset

Monissa teollisuussovelluksissa radiaalivuoinduktiomoottoreiden pyörimisnopeutta nostetaan tai lasketaan vaihteistolla, jotta saavutetaan käyttölaitteen pyörimisnopeus. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää hihnakäyttöä, joka on hyvin tavallinen ratkaisu erityisesti pienten koneiden tapauksessa.

Radiaalivuosähkömoottori

Perinteinen radiaalivuo sähkökone ajaa käyttölaitetta nopeuden kohotusvaihteiston kautta. Rakenne on tavallinen monissa sovelluksissa.

Suorakäyttöratkaisut

AXCO Motorsin tuote ja asiakkaan käyttölaite yhdistetään suorakäyttösovellukseksi asiakkaan käyttölaitteen spesifikaatioiden perusteella. Tällöin sähkömoottori liitetään suoraan asiakkaan käyttölaitteeseen. Jos akselinsuuntainen pituus on rajoitettu, sähkömoottorin roottori voidaan integroida suoraan käyttölaitteeseen. Korkean tehotiheyden ja vääntömomentin sekä lyhyen akselinsuuntaisen pituuden omaava aksiaalivuosähkökone on suositeltava vaihtoehto tällaisiin sovelluksiin. Toimilaitteen sisään rakennetuilla keski- ja suurnopeusmoottoreilla saavutetaan kompakti kevytrakenteinen järjestelmä.

Sähkömoottori, aksiaalivuosovellus

AXCO-Motorsin kehittämä ruuvikompressoriyksikkö.

Sovelluksesta riippuen moottori vaatii yksi tai kaksi staattoria. Moottorityyppi valitaan hinnan sekä asiakkaan käyttölaitteen spesifikaatioiden perusteella.

Yksipuoleinen rakenne

Yhdestä staattorista sekä roottorista koostuva yksipuoleinen rakenne on halpa ja soveltuu käytettäväksi koneissa, joiden vaadittava nimellinen momentti on matala, tyypillisesti alle 100 Nm.

Kahdesta staattorista sekä yhdestä roottorista koostuvaa kaksipuoleista konerakennetta ei ole järkevää käyttää sovelluksissa, joissa vaadittu vääntömomentti on alhainen, sillä kaksi ilmaväliä heikentää moottorin ominaisuuksia verrattuna yksipuoleiseen rakenteeseen. Toisaalta aksiaalivuosähkökoneille ominainen akselinsuuntainen voima, aksiaalivoima, joka aiheutuu ilmavälissä vaikuttavasta magneettisesta vetovoimasta, voidaan vaimentaa kaksipuoleisella rakenteella. Aksiaalivoima on suoraan verrannollinen moottorin ilmavälipinta-alaan ja joissain tapauksissa yksipuoleista rakennetta ei voida aksiaalivoiman takia käyttää. Aksiaalivoima vaikuttaa laakereiden käyttöikään, joka pääasiassa riippuu laakereihin kohdistuvista akselinsuuntaisista voimista. Kuitenkin joissain sovelluksissa laitteiston laakerit ovat riittävän jäykät kestämään yksipuoleisena rakenteena toteutetun sähkökoneen tuottaman akselinsuuntaisen voiman.

kestomagneetti moottori

Yksipuolinen aksiaalivuokone

Kaksipuoleinen rakenne

Kaksipuoleinen moottorirakenne soveltuu kohteisiin, jossa tarvittava vääntömomentti on yli 200 Nm. Kaksipuoleisen rakenteen etuja ovat korkea tehotiheys ja aksiaalisten voimien kompensointi. Lisäksi kevytrakenteisella roottorirakenteella (AXCO:n pantentti) saavutetaan ratkaisu moniin roottorindynamiikka ongelmiin. Lyhyt aksiaalinen pituus ja roottorin kevyt rakenne muodostavat järjestelmän, jonka resonanssitaajuudet ovat toiminta-alueen yläpuolella, jopa suurilla pyörimisnopeuksilla.

Kaksipuoleinen rakenne on kalliimpi kuin yksipuoleinen. Tämä johtuu pääasiassa staattorikäämin kuparin määrän sekä käämintäajan kaksinkertaistumisesta. Koneissa joissa on suuri nimellinen vääntömomentti, ero yksi- ja kaksipuoleisten koneiden valmistuskustannusten välillä on pieni.

AXCO Motorsin henkilökunta auttaa mielellään löytämään parhaimman mahdollisen moottoriratkaisun erilaisiin VSD käyttösovelluksiin.

kestomagneetti tahtikone

Kaksipuolinen aksiaalivuokone

Aksiaalivuosähkökoneen historia

Faradayn ensimmäinen sähkökone oli tyypiltään primitiivinen aksiaalivuokone. Sähkökoneiden kehitys johti kuitenkin siihen että 1900-luvun alkuun mennessä radiaalivuokoneesta tuli hallitseva sähkökonemalli. Tämä johtui senaikaisista käytettävissä olevista valmistusmenetelmistä ja materiaaleista. 1980-luvulta lähtien aksiaalivuokoneiden soveltuvuutta on tutkittu erityisesti hidaskäyttöisiä sähkökonerakenteita ajatellen. Mm. Kone Oyj:n konehuoneettoman Monospace™-hissin käyttömoottori on toteutettu aksiaalivuokoneena.

Aksiaalivuosovellus: pannukakkumoottori

Aksiaalivuomoottori

Aksiaalivuoinduktiokoneen soveltamista on aiemmin rajoittanut konetyypin valmistettavuus, joka on ollut kallista. Lisäksi konetyypin heikkoutena ovat olleet roottorin kestävyysominaisuudet. Axco-Motorsin innovaatiot ovat tehneet valmistuksesta kustannustehokasta ja lisäksi koneen suorituskyky on saatu vertailukelpoiseksi perinteisiin radiaalivuokoneisiin nähden.

 
   

AXCO-Motors Oy, Lappeenranta, info(at)axcomotors.com