感應加熱器在電動汽車行業的應用-收縮裝配

　　電動汽車(EV)穩步普及。它們具有明顯的環境優勢。混合動力汽車可顯著減少排放，而電動汽車則完全不產生。幾年前，很難想象電動汽車會以這種速度出現。其制造過程提出了新的挑戰，需要獨特和創新的解決方案。電動汽車利用車內電池組的動力為使車輪旋轉的電動機提供動力，因此無需發動機。典型的電動汽車的運動部件比內燃機少約90%。在制造環境中，這意味著要組裝的零件更少，復雜度更低且包裝更輕。電動汽車會產生即時扭矩，因此驅動器啟動很快。但是，傳統技術可以產生相同的扭矩，但是速度卻很高。因此，許多電動汽車的駕駛感覺較輕，同時在制造中具有許多其他優點。

　　電動車輛的傳動系直接耦合到電動機。 電動機由殼體，定子和轉子組成。 顧名思義，定子是靜止部分，轉子是使軸旋轉的旋轉/運動部分，旋轉軸產生扭矩并旋轉車輪。 定子和轉子磁性相互作用，以將電能轉換為機械能。 電動機從逆變器接收電能，而逆變器又從駐留在電動車輛上的電池組接收電能。

　　感應加熱是在電動汽車的制造過程中加熱金屬零件的常用方法。 典型的感應加熱系統由感應加熱電源，匹配電路和感應加熱線圈組成。 感應加熱線圈由水冷銅管制成，水冷銅管中流過高頻交流電。 感應線圈中的交流電會在銅附近產生強磁場。 磁場在放置在其附近的金屬零件中產生交流電(渦電流)。渦流逆著金屬的電阻流動并產生熱量。 使用感應加熱是因為它的速度，準確性，可重復性和效率。

　　收縮裝配是在不使用緊固件或其他機械緊固裝置的情況下將兩個或多個零件連接起來的一種流行方法。 從歷史上看，人們已經認識到這種用于連接零件的方法是實用，容易的，并且所生產的零件并不昂貴。 木制馬車車輪在外周上使用鋼圈，以在道路和車輪之間形成可以承受磨損的屏障。加熱鋼環以使其膨脹，然后滑過木輪。 冷卻后，環就在兩者之間形成了牢固的配合。 自從組裝需要真正同心操作的零件以來，制造中一直使用相同的技術。

　　外殼到定子的收縮裝配

　　在電動機中對輕質電動機殼體的需求是顯而易見的。 緊固裝置的任何減少不只減輕了重量，而且消除了昂貴且費時的勞動。

　　定子是一種磁性裝置，由鋼制疊片制成，并帶有錯綜復雜的銅線排列以承載電流。然后通過熱套將其安裝在鋁制定子內。鋁制外殼還可以有效地從內部組件中散熱。鋁外殼被加熱到200-300°C(350-550°F)，具體取決于外殼和定子之間的過盈配合。

　　鋁會膨脹并允許將定子輕松放置在殼體內部。內徑(ID)感應線圈通常用于加熱鋁制外殼。由于ID感應線圈的效率不如外徑(OD)感應線圈，因此必須使線圈和鋁表面之間的間隙更小。間隙越小，鋁的加熱速度越快，或者應用所需的感應電源越小。如果鋁制外殼壁可能具有冷卻通道以保持適度的溫度，則也不建議使用OD線圈。

　　轉子內鋼軸的收縮裝配

　　電動機定子內部的轉子由鋼制疊層制成，以減少運行過程中的渦流加熱，因為很難消除產生的熱量。 由于采用感應熱縮配合，該軸可安裝在轉子內部。 通常，鋼軸與加熱的轉子一起冷卻，以使過程中的溫差更大化。 轉子具有槽和特征，不只可以容納永磁體，還可以減輕重量。

　　鋼制轉子組件堆有兩個感應加熱選項。 感應線圈可以設計成從外部或內部加熱鋼。 由于感應產生的熱量限制在距線圈表面幾毫米的位置，因此不建議使用OD感應線圈，因為它會使磁體空間和圓周之間的較薄部分過熱。 為了避免這種情況，必須以緩慢的速度傳遞過熱能量。 這增加了加熱時間，并且減少了輸入到轉子組件的能量，使得感應加熱過程不切實際。

　　加熱轉子組件中鋼疊片的一個可行方法是使用組件ID中的線圈。 盡管存在阻礙整個表面均勻傳熱的障礙，但這種內在熱量可以更好地將能量傳遞給組件。 較高的能量輸送速率允許將層壓組件快速加熱到溫度，即使必須在多個安裝中使用多個加熱站。