Motor Efficiency kye ki?

Obulung’amu bwa mmotoka bupima engeri mmotoka y’amasannyalaze gy’ekyusaamu amasoboza g’amasannyalaze okufuuka amasoboza ag’ebyuma. Omugerageranyo gw’amaanyi agafuluma mu byuma n’amasannyalaze agayingira mu ngeri entuufu guva ku bitundu 70% okutuuka ku bitundu 96%, ng’amasoboza agatakyusiddwa gafiirwa ng’ebbugumu, okusikagana, n’engeri endala.

Motoka z’amasannyalaze ez’omulembe zikola amaanyi nga 45% ku masannyalaze agakozesebwa mu nsi yonna, ekifuula okulongoosa mu bulungibwansi okuba ekikulu ennyo mu kukekkereza ssente n’okukosa obutonde bw’ensi. Okukozesa mmotoka ez’amasannyalaze kwetaaga n’okukola obulungi, nga...bbaatule y’emmotoka eya lithiumenkola zikola mu tandem ne motors okutuuka ku 90%+ efficiency mu mbeera ezisinga ez'okukola.

Okubalirira kw’obulungi obusookerwako kugabanya amaanyi agafuluma n’amaanyi agayingira. Ku mmotoka esika watts 1,000 ez’amasannyalaze n’etuusa watts 850 ez’amaanyi ag’ebyuma, obulungi bwenkana 85%. Omugerageranyo guno omutereevu gusiba obuzibu bungi mu ngeri okufiirwa gye kubaawo mu nkola yonna eya mmotoka.

Obulung’amu busobola okubalirirwa butereevu okuyita mu mugerageranyo gw’amaanyi oba mu ngeri etali butereevu nga tupima okufiirwa. Enkola etali butereevu ekola ebika by’okufiirwa bitaano eby’enjawulo ebitegeezeddwa IEEE 112 Akawaayiro 5: okufiirwa kwa sitayiro, okufiirwa kwa rotor, okufiirwa kw’omusingi, okufiirwa kw’empewo n’okusikagana, n’okufiirwa kw’omugugu ogutaayaaya. Buli emu ekola mu ngeri ya njawulo okusinziira ku dizayini ya mmotoka, embeera y’omugugu, n’embiro z’ekola.

Mota ezisinga zituuka ku ntikko y’obulungi wakati wa 50% ne 100% ku mugugu ogugereddwa, nga ekifo ekiwooma kitera okubeera ku bitundu 75% ku busobozi obugereddwa. Motoka ya amaanyi ga mbalaasi 10 esinga kukola bulungi ku maanyi ga mbalaasi nga 7.5, wadde nga ekika kino kyawukana okusinziira ku sayizi ya mmotoka n’ekika. Wansi w’omugugu gwa 50%, obulungi bukendeera nnyo, ekifuula okugerageranya obunene bwa mmotoka okutuufu okukulu ennyo mu kukuuma amaanyi.

Motor Efficiency

Okufiirwa kw’amasoboza kukyuka ne kufuuka ebbugumu okusinga okukola emirimu egy’omugaso. Okutegeera okufiirwa kuno we kubaawo kisobozesa okulongoosa mu bulungibwansi okugendereddwamu.

Okufiirwa kw’ekikomo (I2R Okufiirwa) .

Obuziyiza bw’amasannyalaze mu biwujjo bya sitator ne rotor butonda ebbugumu erigeraageranye ne square ya current. Bw’otandika mmotoka okuva mu kuwummula, mmotoka eyinza okusika amperes 500 okuyita mu windings ezirina resistance ya milliohms 40, ne kivaamu kilowatts 10 ez’okufiirwa. Okuva shaft bwekyuka butono nga etandika, efficiency esemberera zero wadde nga ekozesa amaanyi mangi. Okufiirwa kuno okw’ekikomo kukiikirira ekitundu ekisinga obunene eky’okufiirwa okumu mu mmotoka ezisinga obungi, nga kikola ebitundu 55-60% ku kufiirwa kwonna mu dizayini ez’omutindo.

Okukozesa ekikomo okusinga aluminiyamu mu biwujjo kikendeeza ku buziyiza ebitundu nga 30%, wadde nga ku ssente z’ebintu ezisingako. Mota ezikola obulungi (premium efficiency motors) zirimu ekikomo ekisinga ebitundu 25% okusinga ku mmotoka eza bulijjo, nga zisuubula ensaasaanya ey’omu maaso olw’okukekkereza amaanyi ag’ekiseera ekiwanvu-. Mu mmotoka ez’amasannyalaze ezikozesa bbaatule z’emmotoka eza lithium, okukendeeza ku kufiirwa kw’ekikomo kyongera butereevu ku buwanvu bw’okuvuga.

Okufiirwa Ebikulu (Okufiirwa kw’Ekyuma) .

Omusingi gwa magineeti gufuna okufiirwa kwa hysteresis ne eddy current nga magnetic field yaayo ekyukakyuka buli kiseera polarity. Okufiirwa kwa hysteresis kusibuka mu kusikagana kwa molekyu nga magnetic domains zikyusa orientation ne buli AC cycle. Eddy currents zikulukuta mu ngeri ezeekulungirivu nga ziyita mu laminated steel core, nga zikola ebbugumu erigeraageranye ne flux density ne switching frequency.

Ekyuma kya silikoni eky’omutindo ogwa waggulu-nga kiriko laminations ennyimpi kikendeeza ku nkola zombi ez’okufiirwa. Motors ez’omulembe zikozesa laminations eziwanvu mm 0.35 oba wansi, bw’ogeraageranya ne mm 0.5 mu dizayini eza standard. Mota ezimu ez’okugezesa zikozesa ebyuma ebiyitibwa nanocrystalline oba amorphous metals nga bituuka ku kukendeeza okutuuka ku bitundu 70% mu kufiirwa kw’omusingi, nga bikka okuva ku watts 1.4 buli kilo okutuuka ku watts 0.4 buli kilogram. Ebintu bino eby’enjawulo bigula ssente nnyingi era bireeta okusoomoozebwa mu kukola naye nga binyigiriza obulungi okutuuka ku silingi ya 99% mu ndowooza.

Okufiirwa kw’omusingi kusigala nga tekukyukakyuka awatali kufaayo ku mugugu, okwawukana ku kufiirwa kw’ekikomo okwawukana ne square ya current. Ku migugu emitono, okufiirwa kwa fixed core kwe kusinga, okunnyonnyola lwaki motor efficiency ekka wansi wa 50% rated capacity.

Okufiirwa mu byuma

Okusikagana kwa bbeeri n’okuziyiza empewo (empewo) bimala amaanyi g’ebyuma. Okufiirwa kw’okusikagana kugerageranya mu layini n’embiro, ate empewo ekula nga kiyubu ya sipiidi y’enzitowazo. Motoka efiirwa watts 10 ku windage ku 1,000 RPM efiirwa watts 80 ku 2,000 RPM, watts 640 ku 4,000 RPM, ne watts 5,120 ku 8,000 RPM.

Enkolagana eno eya kiyuubi ekola silingi ey’omugaso ku sipiidi ya mmotoka. Motoka z’emmotoka ez’amasannyalaze zitera okukola wakati wa 10,000 ne 18,000 RPM, wadde nga dizayini ezimu ez’omutindo ogwa waggulu-zituuka ku 20,000 RPM. Okusukka ebanga lino, okufiirwa kw’empewo kusukkulumye ku magoba g’obulungi okuva mu kweyongera kw’amaanyi.

Low-friction bearings ne precision balancing bikendeeza ku kufiirwa kw’ebyuma. Mota za premium zituuka ku kugumiikiriza okunywevu, okukendeeza ku bbanga ly’empewo wakati wa rotor ne stator okuva ku mm 0.5 eza bulijjo okutuuka ku mm 0.3 oba wansi. Okubeera okumpi kuno kwongera ku bulungibwansi bw’okuyunga magineeti naye kyetaagisa obutuufu bw’okukola obw’omulembe.

Okufiirwa Okubula

Okukyusakyusa kwa harmonic, okukulukuta kwa magnetic flux, n’ebikolwa ebirala eby’okubiri bye bivaako okufiirwa okusigalawo. Bino bitera okukiikirira ebitundu 10-15% ku kufiirwa kwonna naye biraga nti bizibu okubala mu butuufu. Variable frequency drives zisobola okwongera ku stray losses okuyita mu harmonic generation, wadde nga obukodyo obw’omulembe obw’okukyusakyusa pulse-width bukendeeza ku effect eno.

Omutindo gw’ensi yonna ogw’obulungi guyamba okulambika n’okugeraageranya mmotoka. Omutindo gwa IEC 60034-30-1 gutegeeza ebika by’obulungi IE1 okutuuka ku IE4, nga ennamba ezisingako ziraga omulimu ogw’oku ntikko. Omutindo gwa IE5 ogutegekeddwa gugenderera okufiirwa okutono ebitundu 20% okusinga IE4.

Obulung’amu obw’omutindo (IE1) .

Dizayini ez’edda ezituukana n’ebisaanyizo ebitono. Motors za IE1 ezisinga zibadde ziggyibwawo mu butale obukulaakulanye olw’amateeka agafuga efficiency. Mota zino zifiirwa ebitundu 10-15% eby’amaanyi agayingira olw’okufiirwa okw’enjawulo era mu ngeri entuufu ziweereza emirimu egy’enjawulo gyokka ng’obulungi tebukulu nnyo okusinga ensonga endala.

Obulung’amu obw’amaanyi (IE2) .

Dizayini erongooseddwa nga bakozesa ebintu ebirungi n’okugumiikiriza okunywevu. Mota za IE2 zikendeeza ku kufiirwa ebitundu nga 15-20% bw’ogeraageranya n’ezenkanankana ne IE1. Wabula ebipya ebiteekebwa mu mukago gwa Bulaaya birina okutuukana n’omutindo gwa IE3 oba okusingawo, ekifuula mmotoka za IE2 okweyongera okubeera ez’enjawulo mu nkola z’amakolero.

Obulung’amu bwa Premium (IE3) .

Omutindo oguliwo kati ogw’okukozesa mu makolero okusinga obungi mu mawanga agaakulaakulana. Mota za IE3 ziyingiza ekikomo ekisingako ebitundu 20-25% mu biwujjo, zikozesa ekyuma ky’amasannyalaze eky’omutindo ogwa waggulu, era zirina dizayini za magineeti ezirongooseddwa. Okufiirwa kwonna kutera okudduka wansi ebitundu 20-30% okusinga mmotoka za IE2 ez’amaanyi ag’enkanankana.

Ebiragiro bya EU byali byetaagisa mmotoka zonna eziri wakati wa 0.75kW ne 375kW okutuukana n’omutindo gwa IE3 mu mwaka gwa 2021. Omutindo guno gwagaziyizibwa okutuuka ku 1,000kW era kati gulimu mmotoka ezirina omutindo gwa ATEX-, mmotoka za buleeki, ne dizayini ezenjawulo ez’okunyogoza. Okugoberera IE3 kukiikirira omusingi gw’ebifo ebimanyi amaanyi-.

Obulung’amu bwa Super Premium (IE4) .

Dizayini ez’omulembe ezisemberera ekkomo ery’omugaso erya tekinologiya wa mmotoka owa bulijjo. Mota za IE4 zituuka ku kufiirwa okutono nga 15-20% okusinga ezenkanankana ne IE3. Okukola kyetaagisa ebintu eby’omutindo ogwa waggulu, okukuŋŋaanya mu ngeri entuufu, n’emirundi mingi ebipimo ebinene eby’omubiri okusobola okuyingizaamu ekikomo ekirala n’ekyuma ekikulu.

Ebiragiro bya EU biragira okugoberera IE4 ku mmotoka empya eza phase ssatu-, 2-6 pole, single-speed motors ezirina ekipimo kya 75-200kW, okutandika ne July 2023. Kino kikosa ebifo ebitali -ebifo ebikuumibwa okubwatuka ne motors ezisinga ez’amakolero ez’ekigendererwa eky’enjawulo. Okukyuka okudda ku IE4 kitegeeza okulongoosa ebitundu 20% ku nkola ya IE3.

Ultra Premium Efficiency (IE5) n’okusingawo

Gye buvuddeko WEG yatongoza mmotoka ya W23 Sync+Ultra ng’etuuka ku mutindo gwa IE6 n’okusingawo. Mota zino ziraga okufiirwa okutono ebitundu 20% okusinga omutindo gwa IE5, nga zimenya ebiziyiza eby’okukola obulungi eby’edda. Tekinologiya ono akozesa magineeti ez’olubeerera ezitali nnyingi-ez’ensi, okunyogoza okw’omulembe, n’okukola dizayini z’amasannyalaze erongooseddwa naye ajja ku ssente za waggulu.

Motor Efficiency

Embeera z'emirimu zikwata nnyo ku bulungibwansi bw'ensi entuufu-, emirundi mingi okusinga ebiragiro by'erinnya bwe biraga.

Embeera z’Omugugu

Motors zisinga kukola bulungi kumpi 75% ku rated load. Waggulu w’omugugu ogugereddwa, mmotoka ziyinza okuwangaala okumala akaseera olw’ensonga z’obuweereza (mu ngeri entuufu 1.15x), naye obulungi n’obulamu byombi bikendeera. Wansi w’omugugu gwa 50%, obulungi bukendeera nnyo ng’okufiirwa okutakyuka nga okufiirwa kw’omusingi n’empewo kukozesa ekitundu ekinene ku buli kikumi eky’amaanyi gonna.

Okunoonyereza okwakolebwa okwekenneenya mmotoka z’amasannyalaze 48 kwazuula nti obulungi obw’amazima obwa wakati bwawukana nnyo okusinziira ku bifo we bikola. Motoka nnyingi mu mbeera z’amakolero zidduka ku migugu egy’ekitundu ng’obulungi bugwa ebitundu 10-20 ku buli 100 wansi w’ebiragiro ebigereddwa. Mota ezirina sayizi entuufu okutuuka ku byetaago by’omugugu gwennyini zitera okuvaamu okukekkereza amaanyi amangi okusinga okulongoosa okutuuka ku mmotoka ezikola obulungi.

Voltage y’okugabira abantu ne Frequency

Enkyukakyuka za vvulovumenti zikwata ku bulungibwansi okuyita mu kukwata kwazo ku kufiirwa kwa kasasiro wa magineeti n’omusingi. Motors ezikoleddwa okukola 460V naye nga ziweebwa 440V zisika current endala okukuuma torque, ekyongera okufiirwa ekikomo. Okwawukana ku ekyo, vvulovumenti esukkiridde eyongera ku kufiirwa kwa core okuyita mu density ya flux esingako.

Enkyukakyuka za frequency ze zisinga obukulu mu nkola za sipiidi ezikyukakyuka. Frequency eza wansi zikendeeza ku kufiirwa kwa core naye ziyinza okwongera ku kufiirwa kw’ekikomo singa okuliyirira kwa motor controller tekutuukiridde. Vector control drives ez’omulembe zilongoosa tradeoff eno, nga zikuuma obulungi obw’amaanyi mu sipiidi empanvu.

Ebikosa Ebbugumu

Obuziyiza bw’okuwuuta bweyongera nga 0.4% buli diguli ya Celsius. Motoka ekola diguli 50 waggulu w’ebbugumu erigereddwa efuna okufiirwa kw’ekikomo okusingako ebitundu 20%. Okunyogoza obulungi kukuuma obulungi era kwongera ku bulamu bwa mmotoka nga kuziyiza okuvunda kwa insulation.

Obukodyo bw’okunyogoza obw’omulembe bwawukana mu biti ebitali bikola n’ebikola. Motoka ez’ennono zikozesa obukooti obw’ebweru obunyogoza, nga zikuuma ebitundu ebikola ebbugumu-nga byawuddwa ku kifo ekinyogoza. Okunyogoza amafuta obutereevu ku mmotoka z’emmotoka ez’amasannyalaze ezikola obulungi-kisobozesa okuggya ebbugumu okuva mu biwujjo, siteeta, ne rotor, nga kiwagira okukola kw’amaanyi amangi-okuwangaala nga kikuuma ebbugumu erisinga obulungi wansi wa diguli 180 .

Emmotoka ezivuga ez’amasannyalaze zituuka ku bulungibwansi okutwalira awamu ebitundu 75-90% okuva ku bbaatule okutuuka ku nnamuziga, bw’ogeraageranya n’ebitundu 20-35% ku yingini ezikozesa omuliro ogw’omunda. Munda mu EV powertrains, motor ekiikirira ensibuko y’okufiirwa okumu esinga obunene, ekigifuula ekigendererwa ekikulu eky’okulongoosa efficiency.

Enkola za bbaatule z’emmotoka eza lithium zituusa obulungi bwa coulometric obusukka mu bitundu 99%, ekitegeeza nti kumpi amaanyi gonna agaterekebwa mu kiseera ky’okucaajinga gafuuka gafunibwa mu kiseera ky’okufulumya. Omulimu guno ogw’ekitalo guteeka akazito ku bitundu bya drivetrain ebirala okukwatagana n’omutindo guno. Motor ekola ku 94% efficiency mu butuufu eyonoona amaanyi mangi okusinga battery, inverter, ne transmission bwe bigattiddwa.

Okulongoosa mu kifo ky’emirimu

Motoka za EV zirina okukola obulungi mu mbeera ezitali zimu ennyo. Okuvuga mu kibuga kizingiramu okuvuga sipiidi enfunda eziwera okuva mu kuyimirira ng’obulungi bukendeera nnyo olw’amasannyalaze amangi ne sipiidi entono. Okutambula ku nguudo ennene kyetaagisa torque ey’ekigero ku sipiidi eya wakati nga mmotoka zituuka ku ntikko y’obulungi. Aggressive acceleration yeetaaga maximum torque, okusika motors mu bitundu okufiirwa we kweyongera ennyo.

Multi-speed transmissions ziyamba okukuuma motors mu efficiency sweet spot yazo. Wadde nga EV ezisinga zikozesa ggiya ezikendeeza sipiidi emu-, mmotoka ez’omutindo okuva mu Porsche, Audi, n’endala zikozesa sipiidi bbiri-. Bosch etumbula enkola ya transmission ekyukakyuka obutasalako (CVT4EV) ng’egamba nti erongooseddwa ebitundu 4% mu bulungibwansi mu mmotoka ez’obusuubuzi ennyangu. Obulung’amu bwa 97-98% obw’eggaali y’omukka eya ggiya ez’omutindo kyangu okusinga okufiirwa okuva mu mmotoka ezikola ku sipiidi ezitali nnungi.

Okuzza obuggya buleeki

Bwe zikendeeza ku sipiidi, mmotoka zikola nga jenereta, ne zikyusa amasoboza ag’ekiddukano okudda mu masannyalaze. Battery za mmotoka za Lithium zinyiga bulungi amaanyi gano agazzeemu okukola, ne zongera ku bbanga ly’emmotoka ebitundu 10-30% okusinziira ku ngeri gy’evugamu. Okuvuga mu kibuga ng’oyimirira emirundi mingi kizzaawo amaanyi mangi okusinga okuvuga ku nguudo ennene.

Obulung’amu bwa mmotoka mu kiseera ky’okuzza obuggya bukulu nnyo ng’obulungi bw’okuvuga mmotoka. Motoka za magineeti ez’olubeerera zisinga wano, kubanga ekifo kya magineeti kiriwo nga tekyetaagisa kasasiro wa kusikirizibwa. Induction motors zirina okukuuma magnetizing current ne mu kiseera ky’okuzza obuggya, okukendeeza ku recovery efficiency.

Enkola eziwerako ez’okukola dizayini zikendeeza ku kufiirwa n’okutumbula obulungi, nga buli emu erimu okusuubulagana wakati w’omutindo gw’emirimu, omuwendo, n’obusobozi bw’okukola.

Ebikozesebwa Ebirongooseddwa

Magineeti ez’olubeerera ezitali nnyingi-ez’ensi nga neodymium-ekyuma-boroni zikola ennimiro za magineeti ez’amaanyi nga zirina obuzito obutono, ne zisobozesa mmotoka entono, ez’amaanyi. Wabula okusima n’okulongoosa ebintu bino kitwala ssente nnyingi mu butonde bw’ensi. Enkola y’okuggyamu obucaafu ereeta obucaafu obw’amaanyi, era okweraliikirira kw’ebyobufuzi kwetoolodde enkola z’okugabira abantu ebintu ebitali bimu-eby’ensi ebikuŋŋaanyiziddwa mu mawanga matono.

Ebbaala za rotor ez’ekikomo mu kifo kya aluminiyamu zikendeeza ku buziyiza bwa rotor ebitundu 20-40%, wadde ng’okusoomoozebwa mu kukola kukyaliwo. Ekikomo ekifumbiddwa kyetaaga ebbugumu erya waggulu eriyinza okwonoona insulation ya rotor lamination, okuziyiza amagoba mu bulungibwansi. Ebiyumba by’ekikomo ebikoleddwa nga bakozesa enkola ya robotic assembly biwa eky’okuddako ku mmotoka ennene ezisukka mu maanyi ga mbalaasi 250.

Ekyuma eky’amasannyalaze eky’omutindo ogwa waggulu- oba laminations ezigonvu zikendeeza ku kufiirwa kw’omusingi. Okuva ku kyuma kya M19 ekya mutindo okudda ku bintu ebifiirwa ebitono-ebya premium kikendeeza ku kufiirwa kwa hysteresis ebitundu 30-50%. Ebyuma ebiyitibwa nanocrystalline ne amorphous metals byongera kino naye nga bigula ssente nnyingi nnyo era bireeta obuzibu mu kukola.

Geometry erongooseddwa obulungi

Okukendeeza ku bbanga ly’empewo wakati wa rotor ne stator kitereeza okuyungibwa kwa magineeti. Enkola ey’omulembe ey’okukola ebintu mu ngeri entuufu esobozesa ebituli ebitono nga mm 0.3 bw’ogeraageranya n’omutindo gw’ebyafaayo ogwa mm 0.5-0.8. Wabula ebituli ebinywevu byongera ku ssente z’okukola era ne bikendeeza ku kugumiikiriza okwambala kwa bbeeri oba okugaziwa kw’ebbugumu.

Okwongera ku bunene bw’ebintu ebikola (ekikomo mu windings, ekyuma mu core) kikendeeza butereevu ku kufiirwa nga kikendeeza ku density ya current ne flux density respectively. Premium efficiency motors zitera okubaamu ebintu ebikola ebitundu 20-25% okusinga dizayini eza standard. Ekibi kizingiramu okweyongera ku sayizi, obuzito, n’omuwendo gw’ebintu ebikozesebwa.

Obuwanvu bwa stack obuwanvu busikiriza windings nnyingi nga buli phase eziyiza wansi. Motor eya bulijjo eya premium eyongera ku buwanvu bwa stack ebitundu 20% bw’ogeraageranya n’enkanankana n’obulungi obw’omutindo. Enkola eno ekola okutuusa ng’ebipimo ebirabika bisukka ekifo ky’okussaako oba okuleeta obuzibu mu kukola.

Okunyogoza okw’omulembe

Okuggyawo ebbugumu mu ngeri ennungi kisobozesa mmotoka okukwata amaanyi amangi ate nga zikuuma ebbugumu eritali lya bulabe erikola. Okunyogoza empewo ey’ekinnansi kumala ku mitendera gy’amaanyi egy’ekigero naye kifuuka ekitamala ku nkola ez’omutindo ogwa waggulu-.

Water jacket cooling yeetoolodde ennyumba ya motor n’emikutu gy’amazzi aganyogoza. Ebbugumu liyita mu fuleemu ya mmotoka okutuuka ku kinyogoza, nga likuuma ebbugumu eritali lya bulabe nga tewali kukwatagana butereevu wakati w’amazzi n’ebitundu by’amasannyalaze. Enkola eno ekola bulungi naye ekola ekiwujjo ky’ebbugumu okuva ku biwujjo okutuuka ebweru.

Okunyogoza kwa woyiro obutereevu kutambuza woyiro wa dielectric okuyita mu mmotoka, nga kukwatagana butereevu ne windings, stator, ne rotor. Ebbugumu litambuza bulungi, ne kisobozesa amaanyi agatali ga bulijjo aga waggulu n’okulongoosa mu bulungibwansi okuyita mu bbugumu erya wansi ery’okukola. Enkola eno yeetaaga dizayini za mmotoka ezisiddwako akabonero n’enkola y’okuddukanya amafuta, okwongera okuzibuwalirwa n’omuwendo.

Oil spray cooling etunuulidde ebifo ebitongole ebibuguma ate nga ekendeeza ku bungi bwa woyiro. Ensigo ez’obukodyo zilungamya amafuta aganyogoza ku nkomerero y’okuzingulula-okukyuka n’ebitundu ebirala eby’ebbugumu eringi-. Ng’ogasseeko tekinologiya ow’okusiba erongooseddwa, okunyogoza amafuta kufuuse kwa mugaso mu mirimu gy’emmotoka nga sayizi entono n’amaanyi amangi biwa obujulizi obw’enjawulo obw’okuzibuwalirwa.

Mota za premium efficiency zigula ebitundu 15-40% okusinga ku standard equivalents naye zikekkereza amaanyi mu bulamu bwazo bwonna obw’okukola. Bbeeyi y’okugula ekiikirira ebitundu nga 2% ku nsaasaanya yonna ey’obulamu, ate ebitundu 98% ebisigadde biva mu nkozesa y’amasannyalaze.

Mota ya maanyi ga mbalaasi 10-ekola obutasalako ku doola 0.10 buli kilowatt-hour emala omuwendo gwayo gwonna ogw’okugula ku masannyalaze mu mwezi nga gumu. Mu bulamu obwa bulijjo obw’emyaka 15, ssente ezisaasaanyizibwa mu masannyalaze zisingako ku nsimbi eziteekebwa mu kusooka. Ne bwe kiba nti okulongoosa mu ngeri entono mu bulungibwansi kivaamu okukekkereza okunene.

Okubala okusasula kyetaagisa okubalirira essaawa z’okukola buli mwaka, average load factor, n’emiwendo gy’amasannyalaze mu kitundu. Ekifo ekikola mmotoka essaawa 4,000 buli mwaka mu Amerika (essaawa 8 buli lunaku, ennaku 5 buli wiiki) kitera okulaba ebiseera by’okusasula eby’emyaka 2-4 nga kilongoosa okuva ku IE2 okudda ku IE3 efficiency. Okukozesa ennyo kukendeeza ku budde bw’okusasula mu kigerageranyo.

Akatale ka mmotoka ezikozesa amaanyi-katuuka ku buwumbi bwa ddoola 59.1 mu 2024 era nga kasuubira okutuuka ku buwumbi bwa ddoola 151 mu mwaka gwa 2034, nga kakula ku bitundu 9.8% buli mwaka. Okukula kuno kulaga ebiragiro ebifuga, okulinnya kw’ebbeeyi y’amasannyalaze, n’okweyongera okumanyisa abantu ku butonde bw’ensi. Amakolero goolekedde akazito okukendeeza ku kaboni afuluma ate nga gafuga ensaasaanya y’emirimu, ekifuula okukozesa obulungi mmotoka ekintu ekyetaagisa eky’emirundi ebiri mu by’enfuna n’obutonde bw’ensi.

Okupima obulungi obulungi kyetaagisa okulondoola omulundi gumu okuyingiza amasannyalaze n’okufuluma kw’ebyuma. Okubala amaanyi g’amasannyalaze kukubisaamu vvulovumenti, kasasiro, n’ensonga y’amaanyi ku mmotoka za phase ssatu-. Amaanyi g’ebyuma gava mu kupima torque ne sipiidi y’okuzimbulukuka.

Sensulo za torque ezitambula nga zirina enkoda ezigatta zisobozesa okupima obulungi amaanyi agafuluma. Sensulo zino zisimba wakati wa mmotoka n’omugugu, nga zipima ttooki ya shaft nga zilondoola sipiidi. Enkola ez’omulembe ez’okufunira data zikwata ebipimo byombi mu kiseera kye kimu, nga zibalirira obulungi-obudde obw’amazima.

Emitendera gy’okugezesa nga IEEE 112 ne IEC 60034-2-1 gitegeeza enkola ezenjawulo okukakasa ebivaamu ebiddibwamu, ebigeraageranyizibwa. Emitendera gino gikwata ku bikolwa by’ebbugumu, girambika ebyetaago by’obutuufu bw’ebikozesebwa, n’enkola z’okubalirira mu bujjuvu ku bitundu eby’enjawulo eby’okufiirwa. Abakola mmotoka bakakasa nti mmotoka ekola bulungi nga bakozesa ebigezo bino ebituufu.

Okugezesa mu nnimiro kuleeta okusoomoozebwa. Motors ezikola mu mbeera z’okufulumya zifuna emigugu egy’enjawulo, enkyukakyuka mu vvulovumenti y’okugabira, n’embeera y’obutonde eyawukana ku kugezesebwa mu laboratory. Portable power analyzers ne clamp-on torque sensors zisobozesa okupima ennimiro, wadde nga zikendedde mu butuufu bw’ogeraageranya n’ebikozesebwa mu laboratory.

Ensonga eziwerako ez’emirimu zikendeeza ku bulungibwansi okusukka obukwakkulizo bwa dizayini.

Sizing ya Motor etali ntuufu

Motors ezisukkiridde zikola ku migugu emitono nga efficiency ebonabona. Enkola eya bulijjo ey’okwongerako emigabo gy’obukuumi ku buli mutendera gwa dizayini eyongera ekizibu. Enkola eyeetaaga amaanyi ga mbalaasi 7 eyinza okukozesa motor ya 10HP nga erina service factor 1.15, mu butuufu egaba obusobozi bwa 11.5HP. Okukola ku bitundu 60% eby’omugugu ogugereddwa kwonoona amaanyi.

Variable frequency drives zikendeeza ekitundu ku nsonga eno nga zitereeza sipiidi okukwatagana n’ebyetaago by’omugugu. Drives ez’omulembe zikuuma obulungi ensaamusaamu mu mitendera egy’enjawulo egy’emirimu, wadde nga zireeta okufiirwa kwazo. Okugerageranya obunene obutuufu-mu kiseera ky'okunnyonnyola okusooka kulaga nti kikola bulungi okusinga okugezaako okuliyirira mu nkola.

Omutindo gw'Amasannyalaze Omubi

Obutakwatagana bwa vvulovumenti, okukyusakyusa kwa harmonic, n’okutaataaganyizibwa kw’okugabira byonna bikendeeza ku bulungibwansi. Ne bwe kiba nti 2-3% voltage imbalance esobola okukendeeza ku bulungibwansi ebitundu 1-2 ku buli 100 ate nga kyongera ebbugumu okulinnya. Okukola ku mutindo gw’amasannyalaze ku mutendera gw’ekifo kiganyula ebyuma byonna ebiyungiddwa.

Harmonic filters, isolation transformers, n’ebyuma ebitereeza ensonga y’amaanyi bitereeza omutindo gw’okugabira. Variable frequency drives zisobola okukola harmonics ezikosa ebyuma ebirala, ekifuula drive-side filtering enkulu mu bifo ebirina VFD nnyingi.

Okuddaabiriza Okutamala

Okusiiga bbeeri, obuyonjo bw’okuzingulula, n’okugikwataganya n’ebyuma byonna bikosa obulungi. Okusiiga bbeeri mu ngeri etali ntuufu kyongera okufiirwa mu kusikagana ate nga kwanguyiza okwambala. Bombi okusiiga okusukka-n'okusiiga wansi-bireeta obuzibu, ekifuula enteekateeka entuufu ey'okuddaabiriza okuba enkulu.

Motor rewinding, bwe kikolebwa mu bukyamu, kikendeeza ku bulungibwansi ebitundu 1-5 ku buli 100. Okuggyamu windings enkadde kiyinza okwonoona core laminations, okwongera okufiirwa core. Enkola ya waya etali nnungi oba okunyigirizibwa okutamala kyongera okufiirwa ekikomo. Amaduuka agaddaabiriza mmotoka ez’omutindo gagoberera enkola ennungi nga gakuuma obulungi nga gali kumpi n’ebiragiro ebyasooka.

Motor Efficiency

Okunoonyereza kukyagenda mu maaso n’okunyigiriza ensalo z’obukozi nga bwe kukola ku nsonga z’omuwendo n’okuyimirizaawo.

Ebikozesebwa ebirala

Okukendeeza oba okumalawo magineeti z’ensi ezitatera kulabika-kikola ku nsonga z’obutonde n’ez’okugaba ebintu. Magineeti za Ferrite ziwa ebirala ebya layisi nga zirina amaanyi ga magineeti amatono, nga kyetaagisa okulongoosa dizayini mu ngeri ey’amagezi okusobola okukwatagana n’omutindo gwa mmotoka ya magineeti ey’olubeerera. Mota za synchronous reluctance zimalawo ddala magineeti, nga zikozesa magnetic reluctance okukola.

Ebiwujjo bya aluminiyamu bidda mu kulowoozebwako ng’ebisale by’ekikomo bikyukakyuka. Dizayini ez’omulembe zisasula obuziyiza bwa aluminiyamu obw’amaanyi nga ziyita mu kwongera ku bunene bwa kondakita ne geometry erongooseddwa. Okukendeeza ku nsaasaanya ya bitundu 70% bw’ogeraageranya n’ekikomo kifuula aluminiyamu okusikiriza wadde nga waliwo okusuubulagana mu bulungibwansi.

Emisinde gy’okukola egy’oku ntikko

Okwongera ku motor RPM okuva ku 10,000-18,000 range eyabulijjo okutuuka ku 20,000-40,000 kisobozesa amaanyi amanene nga olina ebintu ebitono. Wabula okufiirwa kw’empewo kweyongera mu kiyuubi n’embiro, ne kivaamu silingi ey’omugaso. Dizayini ez’omulembe ezikola empewo, bbeeri ezirongooseddwa, n’ebintu eby’enjawulo biyinza okusindiikiriza ensalo eno waggulu.

Mota za sipiidi ya waggulu-zeetaaga okufuga okw’ebyuma okukwatagana ne sipiidi ya shaft, nga zeetaaga ebyuma eby’amaanyi ebikyusa amangu. Silicon carbide semiconductors zisobozesa okukola kwa frequency eya waggulu okusinga silicon IGBTs, nga ziwagira omuze gw’okugenda ku sipiidi za motor eza waggulu.

Enteekateeka ya Drivetrain ekwataganye

Okulongoosa enkola ya drivetrain enzijuvu kitera okuvaamu ebirungi okusinga okulongoosa ebitundu ssekinnoomu. Mu mmotoka ez’amasannyalaze, okukwasaganya enkola za motor controller algorithms n’okuddukanya bbaatule z’emmotoka za lithium n’okufuga dynamics y’emmotoka kisinga okukola obulungi okutwalira awamu. Enkola z’okukyusakyusa ttooki zikyukakyuka wakati w’emiwendo gya ttooki egya ziro n’egisinga obulungi, nga zisimbula ebitundu eby’obulungi obubi ku migugu emitono.

Ensengeka za mmotoka bbiri-mu mmotoka zonna ezivuga nnamuziga-zikkiriza okugabanya amaanyi mu ngeri ey’ekikugu, okuddukanya buli mmotoka mu bbanga lyayo eddungi ate nga ekuuma amaanyi gonna agafuluma. Okunoonyereza kulaga nti emigaso gy’okukyusakyusa torque gikakasa nti gyeyolekera nnyo mu nkola za mmotoka bbiri- bw’ogeraageranya n’enzimba za mmotoka emu-.

Motoka z’amakolero ezituukana n’omutindo gwa IE3 zitera okutuuka ku bulungibwansi bwa 85-96% ku mugugu ogugereddwa, nga mmotoka ennene zituuka ku bulungibwansi obwa waggulu. Motoka entono ezitasukka maanyi ga mbalaasi 1 ziyinza okukola ku bitundu 70-85%, ate mmotoka ennene ez’amakolero ezisukka amaanyi ga mbalaasi 100 zisobola okusukka ebitundu 96%. Motoka z’emmotoka ez’amasannyalaze ezirongooseddwa okukozesebwa mu mmotoka bulijjo zituuka ku bulungibwansi bwa bitundu 90-95% mu ngeri gye zikolamu.

Okulongoosa okuva ku standard efficiency okudda ku premium efficiency motors kikendeeza ku kufiirwa ne 20-30%. Mota ya maanyi ga mbalaasi 50 ekola essaawa 4,000 buli mwaka eyinza okukekkereza kilowatt-hours 3,000-5,000 buli mwaka, nga zibalirirwamu ddoola 300-500 ku miwendo gy’amasannyalaze aga bulijjo mu makolero. Mu bifo ebinene ebirimu ebikumi n’ebikumi bya mmotoka, omugatte gw’ensimbi ezikekkereza zituuka ku makumi oba obutitimbe bwa ddoola buli mwaka.

Kemiko ya bbaatule ekwata ku bulungibwansi bw’emmotoka okutwalira awamu naye si ku bulungibwansi bwa mmotoka butereevu. Naye, bbaatule za lithium-ion zituusa 99%+ coulometric efficiency, ekitegeeza nti motor efficiency efuuka ensonga esinga okufiirwa mu EV drivetrains ez’omulembe. Motoka erina okukwatagana n’omutindo gwa bbaatule okwewala okufuuka ekizibu. Okugatta ku ekyo, vvulovumenti ya bbaatule n’engeri y’okufulumya bikosa enkola ya motor controller, mu ngeri etali butereevu ne bikwata ku bulungibwansi bwa motor okuyita mu mutindo gw’amaanyi g’okugabira.

Okulongoosa okutono kisoboka awatali kukyusa mmotoka. Okukakasa okusiiga obulungi, okukuuma okukwatagana, n’okulongoosa omutindo gw’amaanyi biyamba naye mu bujjuvu bivaamu amagoba ga 1-3% gokka mu bulungibwansi. Okusobola okulongoosa ennyo, okukyusaamu ne mmotoka ezikola obulungi ennyo kiwa ekkubo erisinga okwesigika. Variable frequency drives ku motors ezirina emigugu egy’enjawulo zisobola okulongoosa enkola eno ne bwe kiba nti motor efficiency tekyusiddwa.

Okulonda mmotoka entuufu kizingiramu okutebenkeza obulungi, omuwendo, ebyetaago by’okukozesa, n’ensonga z’emirimu. Okutegeera omugugu gwo ogw’enjawulo, enzirukanya y’emirimu, n’embeera y’emirimu kisobozesa okusalawo mu ngeri entuufu.

Premium efficiency motors ziwa obutuufu bw’omuwendo gwazo ogw’amaanyi mu nkola ezisinga obungi ez’amakolero nga zirina emiwendo egy’okukozesa egy’ensaamusaamu. Ebifo ebikola mmotoka essaawa ezisukka mu 2,000 buli mwaka bitera okulaba okusasula mu myaka 3-5. Enkola ez’emirimu egy’amaanyi nga zirina essaawa eziwera ez’okukola oba ezisaasaanya amaanyi amangi zituuka ku kuddamu okw’amangu n’okusingawo.

Ku nkola z’emmotoka ez’amasannyalaze, okukozesa obulungi mmotoka kivvuunulwa butereevu mu kifo we bavuga. Buli kitundu ku kikumi eky’okulongoosa mu bulungibwansi kyongera mayiro z’obuwanvu okuva ku busobozi bwa bbaatule y’emmotoka ya lithium y’emu. Kino kifuula dizayini ez’omutindo ogwa waggulu ezirina okunyogoza okw’omulembe, ebikozesebwa ebirongooseddwa, n’enkola ez’okufuga ez’omulembe okubeera entuufu mu by’enfuna wadde nga zigula ssente nnyingi nnyo.

Okugoberera amateeka kweyongera okulagira emitendera egy’obulungi obutono. Okutegeera omutindo oguliwo n’ogw’omu maaso kiyamba okwewala okugula mmotoka ezitaddiwa nga obulamu bwazo obw’obutonde tebunnaggwaako. Omuze gw’okutuuka ku mutindo gwa IE4 ne IE5 gukyagenda mu maaso, nga mmotoka ez’omutindo gwa IE6 zayingidde dda mu kukola okuva mu bakola mmotoka abakulembedde.

Obulung’amu bw’emmotoka bukiikirira nkulungo enkulu ey’obuvunaanyizibwa ku butonde bw’ensi n’okulongoosa ebyenfuna. Nga ssente z’amasannyalaze zirinnya n’ebiragiro ebikwata ku butonde bw’ensi bwe binywezebwa, ensonga ya bizinensi ya mmotoka ezikola obulungi yeeyongera okunywera. Tekinologiya agenda mu maaso, nga ssaayansi w’ebikozesebwa, obutuufu bw’okukola, n’enkola z’okufuga byonna biyamba okusindiikiriza ensalo z’obulungi waggulu ate nga bikola ku kweraliikirira okw’okuyimirizaawo mu nkola yonna ey’okugaba.