Nøgleelementer i højhastighedsmotorudvikling

Med den kraftige udvikling af det globale marked for nye energikøretøjer har hastigheden af ​​køremotorer vist en forbløffende vækst. Fra 18.000 o / min for flere år siden til komfortabelt over 20.000 o / min i dag, repræsenterer dette ikke kun et numerisk gennembrud, men også strenge test af motorisk design og fremstillingsteknologier. Denne artikel diskuterer flere aspekter af Højhastighedsmotorudvikling.

01. Valg af Rotorpolparnummer ​

I højhastighedsmotorer er jerntab blevet en uundgåelig kritisk faktor, især i højhastighedsområder. Der er en tæt sammenhæng mellem antallet af motorstænger og jerntab, fordi når motorhastigheden øges, øges hyppigheden af ​​magnetiske fluxændringer i kernen også, hvilket fører til en betydelig stigning i jerntab.

For eksempel når en motor, der opererer ved 20.000 o / min, en arbejdsfrekvens på 1000 Hz, mens en 8-pol-motor øger dette til 1333 Hz. I henhold til beregningsformlen for nævnt jerntab nævnt ovenfor fører stigningen i driftsfrekvens direkte til øget jerntab.

I designtrenden for højhastighedsmotorer kan vi se et gradvis fald i brugen af ​​8/48 pol-slot-kombinationer og en stigning i brugen af ​​6/54 pol-slot-kombinationer.

Årsagen til dette skift ligger i de førnævnte overvejelser om jerntab. For at reducere jerntab under højhastighedsdrift har designere en tendens til at vælge 6/54 pol-slot-kombination for at opnå bedre elektromagnetisk ydeevne og højere effektivitet.

02. Valg af kølesystem

For højhastighedspermanent magnetmotorer påvirker temperaturen væsentligt deres ydeevne. Da driftspunktet for permanente magneter driver med temperatur, kan for høje temperaturer endda risikere demagnetisering af magneterne. Derudover begrænser den høje effekttæthed af elektriske motorer i nye energikøretøjer køloverfladearealet, hvilket gør kølesystemets design afgørende for at sikre stabil motorisk ydeevne.

Når jeg overvejer kølemetoder, foreslår jeg, at du bruger et oliekølesystem til motorer med hastigheder, der overstiger 18.000 o / min. Dette skyldes, at opvarmningsproblemer af rotoren bliver særlig fremtrædende, når hastigheder overstiger 16.000 o / min. I en vandkølet motor afkøles statoren primært, hvorimod under høje hastigheder, at sprede rotorvarmen effektivt gennem vandkøling bliver udfordrende.

Med hensyn til temperaturovervågning indlejrer aktuelle motoriske design typisk temperatursensorer inde i statoren. I vandkølede motorer på grund af stabile strømningskanalstrukturer er temperaturfordelingen af ​​statorviklinger relativt ensartet og godt kontrolleret. I oliekølede motorer resulterer imidlertid den større designfleksibilitet af flowkanaler i mere mærkbare temperaturforskelle mellem viklinger sammenlignet med vandkølede motorer. Når man vælger sensorens placering, er det derfor vigtigt at overveje områder med højere viklingstemperaturstigninger for at minimere temperaturforskellen mellem overvåget temperatur og det højeste viklingspunkt, hvilket nøjagtigt afspejler motorens faktiske termiske tilstand.

03. Teknologiske udfordringer med højhastighedslejer

Rotorstøttesystemet er en kernekomponent i udviklingen af ​​højhastighedsmotorer, hvor udvælgelse af lejeteknologi er særlig kritisk. I øjeblikket bruges dybe rilleboldlejer ofte i motorlejer.

I højhastighedsmiljøer står kuglelejer alvorlige udfordringer som overophedning og risikoen for at køre. Dette skyldes, at når hastigheden stiger, øges friktion og varmeproduktion inde i lejerne også kraftigt, hvilket fører til nedsat lejepræstation eller endda fiasko. Derfor er smøring af højhastighedslejer afgørende.

Når motorhastigheder overstiger 18.000 o / min, er en anden vigtig grund til at anbefale oliekøling med smøring. I vandkølede motorer bruges selv smøring af kuglelejer typisk til lejer. Under højhastighedsdrift står disse lejer imidlertid over for udfordringer som fedtlækage og store temperaturforskelle mellem indre og ydre ringe.

I modsætning hertil kan kuglelejer med åben type, der bruges i oliekølesystemer, effektivt afkøle de indre og ydre ringe af lejerne, undgå problemer med fedtlækage og have en lavere rullende friktionskoefficient. Imidlertid skal der rettes opmærksomheden på designet af smøreolieveje for at sikre tilstrækkelig lejekøling. I skulderhullet er den fremspringende struktur indlejret for at sikre, at kølingolie -strømningshastigheden er relativt ensartet før og efter skulderen.