اهمیت طراحی روتور در موتورهای بدون برس با سرعت بالا

روتور موتور بدون برس با سرعت بالا به طور معمول با سرعت های مختلف از 20،000 تا 100000 دور در دقیقه کار می کند. طراحی موتورهای پر سرعت به طور قابل توجهی با موتورهای کم سرعت و کم با فرکانس پایین متفاوت است. تجزیه و تحلیل پویا از سیستم های روتور و تحمل برای قابلیت اطمینان عملیاتی موتورهای پر سرعت بسیار مهم است.

طراحی روتور در طراحی موتور بدون برس با سرعت بالا مهم است ، با ملاحظات اصلی از جمله: انتخاب قطر و طول روتور ، انتخاب مواد آهنربای دائمی و روش های محافظت شده به کار رفته (زیرا آهنرباهای دائمی نمی توانند در برابر نیروهای سانتریفیوژ عظیم که با سرعت بالایی روبرو هستند مقاومت کنند و باید از مواد با استحکام بالا استفاده کنند). این شامل تجزیه و تحلیل استحکام روتور و استحکام و طراحی یاتاقان ها است (از آنجا که موتورهای بدون برس با سرعت بالا نمی توانند از یاتاقان های استاندارد استفاده کنند و در عوض باید از انواع غیر تماس مانند هوا یا یاتاقان های مغناطیسی استفاده کنند).

برای موتورهای بدون برس با سرعت بالا ، طراحی روتور آهنربای دائمی باید جنبه های الکترومغناطیسی و مکانیکی را در نظر بگیرد. این بدان معنی است که روتور آهنربای دائمی باید یک میدان مغناطیسی به اندازه کافی قوی را برای سیم پیچ های استاتور فراهم کند ، در حالی که قادر به تحمل نیروهای گریز از مرکز عظیم تولید شده توسط چرخش با سرعت بالا است.

با سرعت بالا موتورهای بدون برس به طور کلی قطب های کمتری دارند ، به طور معمول از 2 یا 4 قطب استفاده می کنند. یک موتور 2 قطبی استفاده از یک ساختار جامد برای آهنرباهای دائمی را برای اطمینان از تقارن مکانیکی و الکترومغناطیسی تسهیل می کند. علاوه بر این ، میدان مغناطیسی هسته استاتور و جریان سیم پیچ و فرکانس یک موتور 2 قطبی تنها نیمی از موتور 4 قطبی است که به کاهش آهن و مس در استاتور موتور کمک می کند. با این حال ، یک اشکال اصلی موتورهای 2 قطبی این است که سیم پیچ های استاتور طولانی تر هستند و به یک منطقه هسته استاتور بزرگتر احتیاج دارند.

انتخاب مواد آهنربای دائمی در موتورهای بدون برس با سرعت بالا به طور قابل توجهی بر اندازه و عملکرد موتور تأثیر می گذارد. هنگام انتخاب مواد آهنربای دائمی ، ملاحظات شامل موارد زیر است:

1. برای تقویت چگالی و کارآیی قدرت موتور ، موادی با چگالی شار باقیمانده بالا ، اجبار و محصول انرژی مغناطیسی باید انتخاب شوند.

2. منحنی عوامفریناسیون مواد آهنربای دائمی باید به صورت خطی در محدوده دمای کار مجاز تغییر کند. برای اطمینان از دمای عملکرد روتور آهنربای دائمی از دمای عوام دفع آهنربا تجاوز نمی کند ، باید از مواد آهنربای دائمی مقاوم در برابر درجه حرارت بالا استفاده شود.

با توجه به نیروهای مرکز گریز از مرکز که باید روتورهای آهنربای دائمی با سرعت بالا با سرعت بالا در برابر مقاومت مقاومت کنند ، خصوصیات مکانیکی مواد آهنربا نیز بسیار مهم است. با توجه به الزامات فنی و هزینه های مادی ، بورن آهن نئودیمیوم سینتر شده ، نوعی از مواد آهنربای دائمی متالورژی پودر ، معمولاً استفاده می شود. روش های محافظت برای این آهن ربا شامل اضافه کردن یک پوشش محافظ غیر مغناطیسی با استحکام بالا ، در خارج از آهنربا ، که محکم بر روی آن قرار دارد. روش محافظت دیگر شامل استفاده از باند فیبر کربن برای تأمین آهنربا است.