Kiire mootori rootori sissejuhatus

A Kiire mootori rootor on kiire mootori kriitiline osa, kehastades tavaliselt pöörlevat võlli. See töötab mootori loodud elektrienergia kasutamisega, et anda pöörlemisliikumist mehaanilistesse seadmetesse. Kiire mootori rootorite määratlev omadus on nende suur pöörlemiskiirus, sageli üle 10 000 pöörde minutis (p / min).

Kiire mootori rootoride konstruktsiooni kujundamisel tuleb arvestada selliste teguritega nagu tsentrifugaaljõud ja löögijõud, mis tulenevad kiirest tööst. See nõuab aksiaalse kergekaalu optimeerimist, dünaamilist tasakaalustatavat jõudlust ja kulumiskindlust. On olemas mitu tavalist struktuuritüüpi kiire mootori rootori, sealhulgas varrukatüüp, kettatüüp, magnetvedrustuse tüüpi ja koplanaar-tüüpi. Struktuuritüübi valik peaks põhinema praktilistel vajadustel.

Kiirmootorid, millel on väiksus, suure võimsusega tihedus, otsene ühendus kiirkoormustega, traditsiooniliste mehaaniliste kiiruse suurendamise seadmete kõrvaldamine, vähendatud süsteemi müra ja paremad süsteemi edastamise efektiivsed, omavad laialdasi rakenduse väljavaateid erinevates valdkondades, nagu näiteks kiire jahvatusmasinate, kasutatavate õhuringkondade, mis on kasutatud, ja turule mõeldud jõupingutussüsteemid, mis on kasutatud, ja turule toodud jõupingutused, energiatranspordi jaoks, energiatranspordi, kõrgel käigukattega, kõrgproovid. Lennukid või laevaplaadi toiteseadmed. Neist on saanud üks rahvusvahelise elektrotehnika valdkonna uurimistöö levialasid.

Kiiremootorite peamised omadused hõlmavad kõrge rootori kiirust, kõrge staatori mähise voolu ja magnetilise voo sagedust raua südamikus ning suure võimsusega tiheduse ja kadude tihedusega. Need omadused nõuavad peamisi tehnoloogiaid ja disainimeetodeid, mis on ainulaadsed kiiretele mootoritele, eristades neid tavapärastest motoortest. Kiire mootori rootorid pöörlevad tavaliselt kiirusel üle 10 000 p / min. Kiire pöörlemise ajal näevad tavalised lamineeritud rootorid vaeva, et taluda tohutuid tsentrifugaaljõude, nõudes spetsiaalsete ülitugeva lamineeritud või tahke rootori struktuuride kasutuselevõttu. Püsimagnetimootorite puhul on rootori tugevuse probleemid veelgi silmatorkavamad, kuna paagutatud püsimagnetimaterjalid ei talu kiiret rootor pöörlemist tekitatud tõmbepinget, mis nõuab püsimagnetite kaitsemeetmeid.

Lisaks põhjustab rootori ja õhupidade kiire hõõrdumine rootori pinnal hõõrdekadusid, mis on palju suuremad kui tavapärase kiiruse mootoritega, mis tekitab rootorjahutuseks olulisi väljakutseid. Rootori piisava tugevuse tagamiseks on kiire mootori rootorid sageli saledad, suurendades kriitilise pöörlemiskiiruse lähenemise tõenäosust võrreldes tavapäraste kiirusega mootoritega. Resonantsi painutamise vältimiseks on ülioluline ennustada rootorsüsteemi kriitilist pöörlemiskiirust.

Lisaks ei saa tavapärased mootorlaagrid suure kiirusega usaldusväärselt töötada, mis nõuab kiirete laagrisüsteemide kasutuselevõttu. Kõrge sagedusega vahelduv vool mähises ja magnetvoog kiirete mootorite staatori raua südamikus tekitab mootori mähise, staatori raudsüdamiku ja rootori olulisi kõrgsageduslikke täiendavaid kadusid. Naha mõju ja läheduse mõju mähisekadudele saab tavaliselt ignoreerida, kui staatori voolu sagedus on madal, kuid kõrgsageduslikes olukordades on staatori mähisel olulist naha efekti ja läheduse efekti, suurendades mähise täiendavaid kadusid.

Kiire mootorite staatori raua südamiku kõrge magnetvoo sagedus ei saa naha efekti mõju tähelepanuta jätta ja tavapärased arvutusmeetodid võivad põhjustada olulisi vigu. Kiire mootorite staatori rauase südamiku kadumise täpseks arvutamiseks on vaja uurida rauakao arvutusmudeleid kõrgsageduslikes tingimustes. Staatori pilude ja mitte-sinusoidse mähise jaotuse põhjustatud ruumilise harmoonilised, samuti PWM-i toiteallika genereeritud ajalise harmoonilise aja jooksul toodavad kõik rootoris olulisi pöörisvoolukadusid. Väike rootori maht ja kehvad jahutustingimused tekitavad rootori jahutamiseks suuri raskusi. Seetõttu on rootori pöörisvoolukadude täpne arvutamine ja nende vähendamiseks tõhusate meetmete uurimine ülioluline kiirete mootorite usaldusväärse töö jaoks.

Lisaks seavad kõrgsageduspinged või voolud väljakutseid kiirete kiirete mootorite kontrolleri kujundamisel. Kiirmootorid on palju väiksemad kui tavapärased samaväärse võimsusega mootorid, millel on suur võimsustihedus ja kadude tihedus, samuti keeruline jahutamine. Ilma spetsiaalsete jahutusmeetmeteta võib motoorse temperatuuri liiga suureneda, lühendades mähist. Eriti püsimagnetimootorite puhul võib rootori liigne temperatuur põhjustada püsimagnetite pöördumatut demagnetiseerimist.

Kiirmootorid viitavad tavaliselt mootoritele, mille pöörlemiskiirus ületab 10 000 pööret minutis või raskusaste väärtusi (pöörlemiskiiruse ja võimsuse ruutjuure produkt) üle 1 × 10^5. Praegu saadaval olevate mootorite hulgas on suure kiiruse saavutamiseks peamiselt induktsioonmootorid, sisemuses püsivate magnetimootorid, lülitatud vastumeelsuse mootorid ning mõned välised püsivad magnetimootorid ja küüniste pooluse mootorid. Kiire induktsioonimootorite rootori struktuurid on suhteliselt lihtsad, madala pöörleva inertsiga ja võimega töötada pikematel perioodidel kõrgel temperatuuril ja kiiretel tingimustel, muutes need kiirelt kasutatavates rakendustes.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et kiired mootorrootorid on pöördelised komponendid, mis võimaldavad mootorite kiiret toimimist, mida iseloomustavad nende suured pöörlemiskiirused, spetsiaalsed konstruktsiooni kujundused ja jahutus- ja kandesüsteemi väljakutsed. Tehnoloogiliste edusammude ja tööstuslike uuenduste abil rakendatakse üha enam kiireid mootoreid sellistes valdkondades nagu elektrisõidukid, lennundus, tööstuslikud robotid ja puhas energia, suurendades suure jõudlusega materjalide ja tehnoloogiate arengut. Näiteks süsinikkiust rootorite laialdane kasutamine suurendab märkimisväärselt motoorset tõhusust ja vastupidavust, märkides uue kiire mootortehnoloogia ajastu.