Inleiding van die rotor van 'n hoë snelheid motor

N Hoë-snelheidsmotorrotor is 'n kritieke deel van 'n hoëspoedmotor, wat tipies 'n roterende as bevat. Dit werk deur die elektriese krag wat deur die motor gegenereer word, te benut om rotasiebeweging aan meganiese toestelle oor te dra. 'N Definerende kenmerk van hoë-snelheidsmotorrotors is hul hoë rotasiesnelheid, dikwels meer as 10.000 omwentelinge per minuut (rpm).

In die strukturele ontwerp van hoë-snelheidsmotorrotors, moet beduidende oorweging gegee word aan faktore soos sentrifugale krag en impakskrag wat voortspruit uit hoë snelheidsbedryf. Dit noodsaak die optimalisering van aksiale liggewig, dinamiese balanseringsprestasie en slytweerstand. Verskeie algemene strukturele soorte hoë-snelheidsmotorrotors bestaan, waaronder mou-tipe, skyftipe, magnetiese suspensie-tipe en Coplanar-tipe. Die keuse van strukturele tipe moet gebaseer wees op praktiese behoeftes.

High-speed motors, featuring small size, high power density, direct connection with high-speed loads, elimination of traditional mechanical speed-increasing devices, reduced system noise, and improved system transmission efficiency, have broad application prospects in various fields such as high-speed grinding machines, air circulation refrigeration systems, energy storage flywheels, fuel cells, high-speed centrifugal compressors for natural gas transportation, and Verspreide kragopwekkingstelsels wat gebruik word as vliegtuie vir vliegtuie of skopboord. Hulle het een van die navorsingshotspots op die internasionale elektriese ingenieurswese geword.

Die belangrikste kenmerke van hoëspoedmotors sluit in hoë rotorsnelheid, hoë stator kronkelstroom en magnetiese vloedfrekwensie in die ysterkern, en hoë drywingsdigtheid en verliesdigtheid. Hierdie eienskappe noodsaak sleuteltegnologieë en ontwerpmetodes uniek aan hoëspoedmotors, wat hulle van konvensionele snelheidsmotors onderskei. Hoë-snelheidsrotors draai gewoonlik met 'n snelheid van meer as 10.000 r / min. Tydens hoë snelheidsrotasie sukkel konvensionele gelamineerde rotors om geweldige sentrifugale kragte te weerstaan, wat die aanvaarding van spesiale hoë-sterkte gelamineerde of vaste rotorstrukture noodsaak. Vir permanente magneetmotors is rotorsterkte-kwessies selfs meer prominent, aangesien gesinde permanente magneetmateriaal nie die trekspanning wat deur 'n hoë snelheidsrotor rotasie opgewek word, kan weerstaan ​​nie, wat beskermingsmaatreëls vir die permanente magnete noodsaak.

Boonop lei die hoëspoedwrywing tussen die rotor en die luggaping tot wrywingverliese op die rotoroppervlak wat veel groter is as dié in konvensionele snelheidsmotors, wat belangrike uitdagings vir rotorverkoeling inhou. Om voldoende rotorsterkte te verseker, is hoë-snelheidsmotorrotors dikwels skraal, wat die waarskynlikheid verhoog om kritieke rotasiesnelhede te benader in vergelyking met konvensionele snelheidsmotors. Om die resonansie van die buiging te voorkom, is dit uiters belangrik om die kritieke rotasiesnelheid van die rotorstelsel akkuraat te voorspel.

Boonop kan konvensionele motorlaers nie betroubaar teen hoë snelhede werk nie, wat die aanvaarding van hoëspoed-drastelsels noodsaak. Die hoë frekwensie wisselstroom in die wikkeling en die magnetiese vloed in die stator-ysterkern van hoëspoedmotors veroorsaak 'n beduidende hoë frekwensie ekstra verliese in die motorwikkeling, stator ysterkern en rotor. Die veleffek en die nabyheidseffek op wikkeling kan gewoonlik geïgnoreer word as die statorstroomfrekwensie laag is, maar in hoëfrekwensie-situasies vertoon die statorwikkeling 'n beduidende veleffek en nabyheidseffek, wat die draai van ekstra verliese verhoog.

Die hoë magnetiese vloedfrekwensie in die stator ysterkern van hoëspoedmotors kan nie die invloed van die veleffek verwaarloos nie, en konvensionele berekeningsmetodes kan tot beduidende foute lei. Om die stator-ysterkernverlies van hoëspoedmotors akkuraat te bereken, is dit nodig om ysterverliesberekeningsmodelle onder hoë frekwensie-toestande te ondersoek. Ruimtelike harmonieke wat veroorsaak word deur statorgleuf en nie-sinusoïdale wikkelingverspreiding, sowel as die huidige tydharmonieke wat deur PWM-kragbron opgewek word, lewer almal aansienlike stroomstroomverliese in die rotor. Die klein rotorvolume en swak verkoelingstoestande hou groot probleme in vir rotorverkoeling. Daarom is die akkurate berekening van die rotor-edelstroomverliese en die eksplorasie van effektiewe maatreëls om dit te verminder van uiterste belang vir die betroubare werking van hoëspoedmotors.

Verder hou hoëfrekwensie-spannings of strome uitdagings in vir die ontwerp van hoë-krag-motors met 'n hoë krag. Hoëspoedmotors is baie kleiner as konvensionele snelheidsmotors van ekwivalente krag, met 'n hoë drywingsdigtheid en verliesdigtheid, sowel as moeilike verkoeling. Sonder spesiale verkoelingsmaatreëls, kan die motorstemperatuur buitensporig styg en die kronkelende lewe verkort. Veral vir permanente magneetmotors, kan oormatige rotortemperatuur lei tot onomkeerbare demagnetisering van permanente magnete.

Hoëspoedmotors verwys gewoonlik na motors met rotasiesnelhede van meer as 10.000 r / min of moeilikheidswaardes (die produk van die draaisnelheid en die vierkantswortel van krag) van meer as 1 × 10^5. Onder die verskillende soorte motors wat tans beskikbaar is, sluit diegene wat suksesvol is, hoofsaaklik induksiemotors, permanente magneetmotors, binne -in die binneland, en 'n paar permanente magneetmotors en kloumotors buite. Die rotorstrukture van hoëspoed-induksiemotors is relatief eenvoudig, met lae roterende traagheid en die vermoë om vir lang periodes te werk onder hoë temperatuur en hoë snelheidstoestande, wat dit wyd gebruik in hoëspoed-toepassings.

Samevattend is hoë-snelheidsmotorrotors deurslaggewende komponente wat die hoë snelheid van motors moontlik maak, gekenmerk deur hul hoë roterende snelhede, spesiale strukturele ontwerpe en uitdagings in verkoeling en drastelsels. Met tegnologiese vooruitgang en industriële opgraderings word hoë snelheidsmotors toenemend toegepas in velde soos elektriese voertuie, lugvaart, industriële robotte en skoon energie, wat die ontwikkeling van hoëprestasie-materiale en tegnologieë dryf. Die wydverspreide gebruik van koolstofveselrotors, byvoorbeeld, verhoog die motordoeltreffendheid en duursaamheid aansienlik, wat 'n nuwe era van hoë-snelheidstegnologie merk.