Důležitost designu rotoru ve vysokorychlostním beztastářských motorech

Vysokorychlostní bezkartáčový motorový rotor obvykle pracuje při rychlostech v rozmezí od 20 000 do 100 000 ot / min. Konstrukce vysokorychlostních motorů se výrazně liší od konvenčních nízkorychlostních nízkofrekvenčních motorů. Dynamická analýza systémů rotoru a ložisek je zásadní pro provozní spolehlivost vysokorychlostních motorů.

Konstrukce rotoru je klíčová ve vysokorychlostním konstrukci motoru s vysokou rychlostí, s hlavními úvahami, včetně: výběr průměru a délky rotoru, výběr trvalých magnetických materiálů a použité metody ochrany (protože permanentní magnety nemohou odolávat obrovským odstředivým silám, které se vyskytují při vysokých rychlostech a musí být chráněny materiály s vysokým výkonem). To zahrnuje analýzu síly a rigidity rotoru a návrh ložisek (protože vysokorychlostní bezkartáčové motory nemohou používat standardní ložiska a místo toho musí používat nekontaktní typy, jako jsou vzduchové nebo magnetické ložiska).

Pro vysokorychlostní bezkartáčové motory musí konstrukce permanentního magnetového rotoru zvážit jak elektromagnetické, tak mechanické aspekty. To znamená, že rotor permanentního magnetu musí poskytnout dostatečně silné rotační magnetické pole pro vinutí statoru a zároveň je schopen odolat obrovským odstředivým silám generovaným vysokorychlostní rotací.

Vysokorychlostní Kartáčové motory mají obecně méně pólů, obvykle používají 2 nebo 4 póly. 2-pólový motor usnadňuje použití pevné struktury pro permanentní magnety k zajištění mechanické a elektromagnetické symetrie. Kromě toho magnetické pole jádra statoru a vinutí proudu a frekvence dvoupólového motoru jsou pouze polovinou čtyřpólového motoru, což pomáhá snižovat ztráty železa a mědi u motorového statoru. Hlavní nevýhodou dvoupólových motorů je však to, že vinutí statoru jsou delší a vyžadují větší oblast jádra statoru.

Výběr Trvalé magnetické materiály ve vysokorychlostním bezhrucích motorech významně ovlivňují velikost a výkon motoru. Při výběru permanentních magnetových materiálů zahrnují úvahy:

1. Pro zvýšení hustoty a účinnosti motoru by měly být vybrány materiály s vysokou hustotou zbytkového toku, donucovacím a magnetickou energií.

2. demagnetizační křivka permanentního magnetu by se měla lineárně měnit v přípustném provozní teplotní rozsahu. Aby se zajistila, že provozní teplota rotoru permanentního magnetu nepřesahuje demagnetizační teplotu magnetů, měly by se používat permanentní magnetické materiály odolné proti teplotě.

Vzhledem k obrovským odstředivým silám, které musí vydržet vysokorychlostní bezkartáčové motorické rotory, jsou také odolat mechanické vlastnosti materiálů magnetu. S ohledem na technické požadavky a náklady na materiál se běžně používají slinný neodym železo, typ permanentního magnetového materiálu v prášku. Mezi metody ochrany pro tyto magnety zahrnují přidání vysoce pevného, ​​nemagnetického ochranného pouzdra mimo magnet, pevně na něj namontované. Další metoda ochrany zahrnuje použití pruhování uhlíkových vláken k zajištění magnetů.