Hoë-spoed motor rotor struktuur en ontwerp eienskappe (stator ontwerp, verskillende tipes rotor struktuur ontwerp)

Hoëspoedmotorrotor het die kenmerke van klein grootte, hoë drywingsdigtheid, direkte verbinding met hoëspoedlading, eliminering van die tradisionele meganiese versnellingstoestel, vermindering van stelselgeraas en verbetering van stelseltransmissiedoeltreffendheid, ens. as kragtoerusting vir vliegtuie of skepe, en het een van die navorsingsbrandpunte in die internasionale elektriese veld geword.

Die hoofkenmerke van hoëspoedmotor is hoë rotorspoed, hoë statorwikkelstroom en magnetiese vloedfrekwensie in die kern, hoë drywingsdigtheid en verliesdigtheid. Hierdie kenmerke bepaal dat die sleuteltegnologie en ontwerpmetodes van hoëspoedmotor verskil van dié van konstantespoedmotor.

Die rotorspoed van die hoëspoedmotor is gewoonlik hoër as 10 000 r/min. Wanneer dit teen hoë spoed roteer, kan die konvensionele gelamineerde rotor nie die groot sentrifugale krag weerstaan ​​nie, daarom moet spesiale hoë-sterkte gelamineerde of soliede rotorstruktuur gebruik word. Vir permanente magneetmotors is die probleem van rotorsterkte meer prominent, want die gesinterde permanente magneetmateriaal kan nie die trekspanning wat deur die hoëspoedrotasie van die rotor gegenereer word, weerstaan ​​nie, en beskermingsmaatreëls moet vir die permanente magneet getref word. Die hoëspoedwrywing tussen die rotor en die lugspleet veroorsaak veel groter wrywingsverlies op die rotoroppervlak as dié van die konstantespoedmotor, wat groot moeilikheid vir die rotorhitteafvoer meebring. Om te verseker dat die rotor voldoende sterkte het, is die rotor van die hoëspoedmotor meestal skraal, dus in vergelyking met die konstante spoedmotor, word die moontlikheid dat die rotorstelsel die kritieke spoed van die hoëspoedmotor nader, aansienlik verhoog. Gewone motorlaers kan nie betroubaar teen hoë spoed werk nie, en hoëspoed-laerstelsels moet gebruik word.

Die hoë wisselfrekwensie van wikkelstroom en magnetiese vloed in die kern van hoëspoedmotor sal groot hoëfrekwensie bykomende verlies in die wikkeling van motor, statorkern en rotor veroorsaak. Wanneer die statorstroomfrekwensie laag is, kan die effek van veleffek en nabyheidseffek op die wikkelingsverlies geïgnoreer word, maar by hoë frekwensie sal die statorwikkeling duidelike veleffek en nabyheidseffek produseer, en die bykomende verlies van die wikkeling verhoog. Die magnetiese vloedfrekwensie in die statorkern van 'n hoëspoedmotor is hoog, die invloed van veleffek kan nie geïgnoreer word nie, en die konvensionele berekeningsmetode sal groot foute meebring. Om die statorkernverlies van hoëspoedmotor akkuraat te bereken, is dit nodig om die berekeningsmodel van ysterverlies onder hoëfrekwensietoestande te verken. Die ruimte harmonieke wat veroorsaak word deur die statorgleuf en kronkelende nie-sinusvormige verspreiding, sowel as die stroom- en tydharmonieke wat deur PWM kragtoevoer gegenereer word, sal groot wervelstroomverlies in die rotor produseer. As gevolg van die klein grootte van die rotor en swak verkoelingstoestande, sal dit groot probleme met die rotor se hitte-afvoer meebring. Daarom sal die akkurate berekening van rotor-wervelstroomverlies en die verkenning van effektiewe maatreëls om rotor-wervelstroomverlies te verminder bespreek word. Dit is van groot belang vir die betroubare werking van hoëspoedmotor. Terselfdertyd bring hoëfrekwensie spanning of stroom ook uitdagings aan die beheerderontwerp van hoëkrag hoëspoedmotors.

Die volume van die hoëspoedmotor is baie kleiner as die konstante spoedmotor van dieselfde drywing, nie net die drywingsdigtheid en verliesdigtheid is groot nie, maar ook die hitte-afvoer is moeilik, as die spesiale hitte-afvoermaatreëls nie gebruik word nie, sal die temperatuurstyging van die motor te hoog wees, waardeur die lewe van die wikkeling verkort word, veral vir die permanente magneet-temperatuur wat te rotor is, in die geval van 'n permanente magneet-temperatuur om te hoog is. onomkeerbare demagnetisering. ’n Goed ontwerpte verkoelingstelsel kan die temperatuurstyging van die vaste rotor effektief verminder, wat die sleutel is tot die langtermyn-stabiele werking van hoëkrag-hoëspoedmotors.

Om op te som, daar is baie spesiale sleutelprobleme in rotorsterkte, rotorstelseldinamika, elektromagnetiese ontwerp, verkoelingstelselontwerp en temperatuurstygingsberekening, hoëspoedlaers en beheerderontwikkeling wat nie in konvensionele motors beskikbaar is nie. Daarom is die ontwerp van 'n hoëspoedmotor 'n omvattende ontwerpproses van veelvuldige iterasies van fisiese velde soos elektromagnetiese veld, rotorsterkte, rotordinamika, vloeistofveld en temperatuurveld. Tans is die hooftipes motors wat in hoëspoedvelde gebruik word induksiemotors, permanente magneetmotors, geskakelde reluksiemotors en kloupoolmotors, en elke motortipe het 'n ander topologie.

Hierdie vraestel ontleed die ontwikkelingstatus van verskillende tipes hoëspoedmotors by die huis en in die buiteland, en som die limietindeks van verskillende tipes hoëspoedmotors op. Die struktuur en ontwerpeienskappe van hoëspoedmotor word in detail ontleed, insluitend statorontwerp, rotorstruktuurontwerp, rotorstelseldinamika-analise, laerseleksie en verkoelingstelselontwerp, ens. Uiteindelik word die hoofprobleme wat die ontwikkeling van hoëspoedmotor in die gesig staar, ontleed, en die ontwikkelingstendens en vooruitsig van hoëspoedmotor word geprospekteer.