Betydningen af ​​rotordesign i højhastigheds børsteløse motorer

Højhastigheds børsteløs motorrotor fungerer typisk med hastigheder fra 20.000 til 100.000 o / min. Designet af højhastighedsmotorer adskiller sig markant fra design af konventionelle lavhastighedsmotorer. En dynamisk analyse af rotor- og lejesystemerne er afgørende for den operationelle pålidelighed af højhastighedsmotorer.

Designet af rotoren er nøglen i højhastigheds børsteløst motorisk design, med vigtigste overvejelser, herunder: udvælgelse af rotordiameter og længde, valg af permanente magnetmaterialer og beskyttelsesmetoder anvendt (da de permanente magneter ikke kan modstå de enorme centrifugale kræfter, der støder på i høje hastigheder og skal være afskærmet med høje styrke materialer). Dette involverer analyse af rotorstyrke og stivhed og design af lejer (da børsteløse motorer med høj hastighed ikke kan bruge standardlejer og skal i stedet bruge ikke-kontakttyper som luft- eller magnetiske lejer).

For højhastigheds børsteløse motorer skal design af den permanente magnetrotor overveje både elektromagnetiske og mekaniske aspekter. Dette betyder, at den permanente magnetrotor skal tilvejebringe et tilstrækkeligt stærkt rotationsmagnetfelt til statorviklingerne, mens den også er i stand til at modstå de enorme centrifugalkræfter genereret ved højhastighedsrotation.

Højhastighed Børsteløse motorer har generelt færre poler, typisk ved hjælp af 2 eller 4 poler. En 2-polet motor letter brugen af ​​en solid struktur til de permanente magneter for at sikre mekanisk og elektromagnetisk symmetri. Endvidere er det magnetiske felt i statorkernen og den snoede strøm og hyppighed af en 2-polet motor kun halvdelen af ​​en 4-polet motor, hvilket hjælper med at reducere jern- og kobbertabene i motorstatoren. Imidlertid er en stor ulempe ved 2-polet motorer, at statorviklingerne er længere og kræver et større statorkerneområde.

Valget af Permanente magnetmaterialer i højhastigheds børsteløse motorer påvirker motorens størrelse og ydeevne markant. Når man vælger permanente magnetmaterialer, inkluderer overvejelser:

1. For at forbedre motorens effekttæthed og effektivitet skal materialer med høj resterende fluxdensitet, tvang og magnetisk energiprodukt vælges.

2.. Demagnetiseringskurven for det permanente magnetmateriale skal ændres inden for det tilladte driftstemperaturområde. For at sikre, at driftstemperaturen for den permanente magnetrotor ikke overstiger magnetens demagnetiseringstemperatur, skal der anvendes høj-temperaturresistente permanente magnetmaterialer.

I betragtning af de enorme centrifugale kræfter, som højhastigheds børsteløse motoriske permanente magnetrotorer skal modstå, er magnetmaterialers mekaniske egenskaber også kritiske. I betragtning af de tekniske krav og materialeomkostninger anvendes sintret neodymium jernbor, en type pulvermetallurgi permanent magnetmateriale, ofte. Beskyttelsesmetoder til disse magneter inkluderer tilsætning af en højstyrke, ikke-magnetisk beskyttelseshus uden for magneten, monteret tæt over det. En anden beskyttelsesmetode involverer anvendelse af carbonfiberbånd til at sikre magneterne.