أهمية تصميم الدوار في المحركات عالية السرعة بدون فرشاة

يعمل دوار المحرك عالي السرعة عالي السرعة بسرعات تتراوح من 20،000 إلى 100000 دورة في الدقيقة. يختلف تصميم المحركات عالية السرعة بشكل كبير عن تلك الخاصة بالمحركات التقليدية منخفضة السرعة والتردد. يعد التحليل الديناميكي لأنظمة الدوار والحمل أمرًا ضروريًا للموثوقية التشغيلية للمحركات عالية السرعة.

يعد تصميم الدوار مفتاحًا في تصميم محرك عالي السرعة ، مع اعتبارات رئيسية بما في ذلك: اختيار قطر الدوار وطوله ، واختيار مواد المغناطيس الدائمة ، وطرق الحماية المستخدمة (حيث لا يمكن للمغناطيس الدائم مقاومة القوى الطرد المركزية الهائلة التي تواجهها سرعات عالية ويجب أن تكون محمية بمواد عالية الطول). يتضمن ذلك تحليل قوة الدوار والصلابة وتصميم المحامل (نظرًا لأن المحركات عالية السرعة لا يمكن أن تستخدم المحامل القياسية ويجب أن تستخدم بدلاً من ذلك أنواعًا غير متخصصة مثل الهواء أو المحامل المغناطيسية).

بالنسبة للمحركات عالية السرعة بدون فرش ، يجب أن ينظر تصميم دوار المغناطيس الدائم في كل من الجوانب الكهرومغناطيسية والميكانيكية. وهذا يعني أن دوار المغناطيس الدائم يجب أن يوفر مجالًا مغناطيسيًا قويًا بما فيه الكفاية للفات الثابت ، بينما يكون قادرًا أيضًا على تحمل قوى الطرد المركزي الهائلة الناتجة عن دوران عالي السرعة.

عالية السرعة تحتوي المحركات بدون فرش عمومًا على عدد أقل من الأعمدة ، عادةً ما تستخدم 2 أو 4 أعمدة. يسهل محرك ثنائي القطب استخدام بنية صلبة للمغناطيس الدائم لضمان التماثل الميكانيكي والكهرومغناطيسي. علاوة على ذلك ، فإن المجال المغناطيسي لارتيار الجزء الثابت والتيار المتعرج وتواتر محرك ثنائي القطب ليس سوى نصف محرك 4 ألقاب ، مما يساعد على تقليل الخسائر الحديد والنحاس في الجزء الثابت المحرك. ومع ذلك ، فإن العيب الرئيسي للمحركات ثنائية القطب هو أن لفات الجزء الثابت أطول وتتطلب مساحة أكبر لثاتور.

اختيار تؤثر مواد المغناطيس الدائمة في المحركات عالية السرعة على حجم المحرك بشكل كبير على حجم المحرك وأداءه. عند اختيار مواد المغناطيس الدائمة ، تشمل الاعتبارات:

1. لتعزيز كثافة الطاقة وكفاءتها في المحرك ، ينبغي اختيار المواد ذات كثافة التدفق المتبقية المرتفعة ، والإكراه ، ومنتج الطاقة المغناطيسية.

2. يجب أن يتغير منحنى demagnetization للمادة المغناطيسية الدائمة خطيًا ضمن نطاق درجة حرارة التشغيل المسموح به. لضمان درجة حرارة التشغيل للدوار المغناطيسي الدائم لا تتجاوز درجة حرارة إزالة المغناطيس للمغناطيس ، يجب استخدام مواد المغناطيس الدائمة عالية الحرارة.

بالنظر إلى قوى الطرد المركزي الهائلة التي يجب أن تصمد أمام دوارات المغناطيس الدائمة ذات السرعة العالية للفرشاة ، فإن الخصائص الميكانيكية للمواد المغناطيسية أمر بالغ الأهمية. بالنظر إلى المتطلبات التقنية وتكاليف المواد ، يتم استخدام البورون الحديد النيوديميوم الملبد ، وهو نوع من المواد المغناطيسية الدائمة للمسحوق ، بشكل شائع. تتضمن طرق الحماية لهذه المغناطيس إضافة غلاف واقعي عالي القوة غير المغنطيسية خارج المغناطيس ، ويتم تركيبه بإحكام فوقه. تتضمن طريقة حماية أخرى استخدام نطاقات ألياف الكربون لتأمين المغناطيس.