Kiire mootori rootori struktuur ja kujundusomadused (staatori kujundus, erinevat tüüpi rootori struktuuri disain)

Kiire mootori rootoril on omadused väikese suurusega, suure võimsusega, otsene ühendus kiire koormusega, traditsioonilise mehaanilise kiirenduse seadme välistamine, süsteemi müra vähendamine ja süsteemi edastamise tõhususe parandamine jne. Sellel on laiaulatuslikud väljavaated kiired jahvatusmasinad, õhuringid, mis on elektrisüsteemide jaoks, mis on elektrisüsteemide jaoks, mis on elektri- ja vooluringid, energiasõidukid, kõrgel-keskuse rakud, kõrgperioodid Compress. Lennukid või laevad ja sellest on saanud üks rahvusvahelise elektrivälja teadusuuringute levialasid.

Kiire mootori peamised omadused on kõrge rootori kiirus, kõrge staatoriga mähisevool ja magnetvoo sagedus südamikus, suure võimsusega tihedus ja kadude tihedus. Need omadused määravad, et kiire mootori võtmetehnoloogia ja disainimeetodid erinevad pideva kiirusemootori omadest.

Kiire mootori rootori kiirus on tavaliselt suurem kui 10 000 R/min. Suure kiirusega pöörlemisel ei suuda tavaline lamineeritud rootor vastu pidada tohutu tsentrifugaaljõule, seetõttu tuleb kasutada spetsiaalset ülitugeva lamineeritud või tahke rootori struktuuri. Püsimagnetimootorite puhul on rootori tugevuse probleem silmatorkavam, kuna paagutatud püsiv magnetimaterjal ei talu rootori kiire pöörlemisega tekkinud tõmbepinget ning püsiv magneti jaoks tuleb võtta kaitsemeetmeid. Kiire hõõrdumine rootori ja õhuvahe vahel põhjustab rootori pinnal palju suuremat hõõrdekadu kui püsiva kiiruse mootori oma, mis toob rootori soojuse hajumisele suuri raskusi. Rootori piisava tugevuse tagamiseks on kiire mootori rootor enamasti sale, seega võrreldes püsiva kiirusega mootoriga, on rootoorisüsteemi võimalus läheneda kiire mootori kriitilisele kiirusele. Tavalised mootorlaagrid ei saa usaldusväärselt töötada suurel kiirusel ja tuleb kasutada kiireid laagrisüsteeme.

Kiire mootori südamikus asuva mähise voolu ja magnetvoogu kõrge vahelduv sagedus annab mootori, staatori südamiku ja rootori mähise suure sageduse lisakao. Kui staatori voolu sagedus on madal, võib naha mõju ja läheduse mõju mähise kaotusele tähelepanuta jätta, kuid kõrge sagedusega põhjustab staatori mähis ilmselget naha efekti ja läheduse efekti ning suurendab mähise täiendavat kadu. Kiire mootori staatori südamiku magnetvoo sagedus on kõrge, nahaefekti mõju ei saa eirata ja tavapärane arvutusmeetod toob kaasa suuri vigu. Kiire mootori staatori südamiku kadumise täpseks arvutamiseks on vaja uurida rauakao arvutusmudelit kõrgsageduslikes tingimustes. Staatori pesast ja mitte-sinusoidse jaotuse põhjustatud kosmoseharmoonia, samuti PWM-i toiteallika genereeritud praegune ja aja harmoonia põhjustab rootoris suurt pöörisvoolukadu. Rootori väiksuse ja kehvade jahutustingimuste tõttu tekitab see rootori soojuse hajumisel suuri raskusi. Seetõttu arutatakse rootori pöörisvoolukao täpset arvutamist ja tõhusate meetmete uurimist rootori pöörisvoolu kaotuse vähendamiseks. See on suure tähtsusega kiire mootori usaldusväärse töö jaoks. Samal ajal toob kõrgsageduspinge või vool ka väljakutseid kiirete kiirete mootorite kontrolleri kujundamisel.

Kiire mootori maht on palju väiksem kui sama võimsusega konstantse kiiruse mootor, mitte ainult võimsustihedus ja kadude tihedus on suur, vaid ka soojuse hajumine on keeruline, kui soojuse hajumise spetsiaalseid hajumise mõõtmeid ei kasutata, on mootori temperatuuri tõus liiga kõrge, seeläbi lühendades kestva magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise magnetilise mootori kestva magnetilise mootori kestva tööajaga. Hästi kavandatud jahutussüsteem võib tõhusalt vähendada fikseeritud rootori temperatuuri tõusu, mis on võtmeks suure võimsusega kiirete mootorite pikaajalise stabiilse töö jaoks.

Kokkuvõtteks võib öelda, et rootori tugevuse, rootori süsteemi dünaamika, elektromagnetilise disaini, jahutussüsteemi disaini ja temperatuuri tõusu arvutamise, kiire laagri- ja kontrolleri arendamise osas on palju erilisi probleeme, mis pole tavalistes mootorites saadaval. Seetõttu on kiire mootori disain kõikehõlmav füüsikaliste väljade, näiteks elektromagnetilise välja, rootori tugevuse, rootori dünaamika, vedelikuväli ja temperatuurivälja mitmete iteratsioonide kavandamisprotsess. Praegu on kiiretel väljadel kasutatavad peamised mootorite tüübid induktsioonmootorid, püsivad magnetimootorid, lülitatud vastumeelsuse mootorid ja küüniste poolusmootorid ning igal mootoritüübil on erinev topoloogia.

Selles artiklis analüüsitakse erinevat tüüpi kiirete mootorite arengustaatust kodus ja välismaal ning võtab kokku erinevat tüüpi kiirete mootorite piirindeksit. Kiire mootori struktuuri- ja disainiomadusi analüüsitakse üksikasjalikult, sealhulgas staatori kujundamine, rootori struktuuri kujundamine, rootori süsteemi dünaamika analüüs, laagrisüsteemi valimine ja jahutussüsteemi kujundamine jne. Lõpuks analüüsitakse peamisi probleeme, mis seisavad silmitsi kiire mootori arendamisega, ning soovitatakse kiire mootori arendamist ja väljavaadet.