Mga Pangunahing Elemento sa High-Speed ​​Motor Development

Sa masiglang pag-unlad ng pandaigdigang bagong merkado ng sasakyan ng enerhiya, ang bilis ng pagmamaneho ng mga motor ay nagpakita ng kamangha-manghang paglago. Mula sa 18,000 rpm ilang taon na ang nakararaan hanggang sa kumportableng lumampas sa 20,000 rpm ngayon, ito ay kumakatawan hindi lamang sa isang numerical breakthrough kundi pati na rin sa mahigpit na pagsubok ng disenyo ng motor at mga teknolohiya ng pagmamanupaktura. Tinatalakay ng artikulong ito ang ilang aspeto ng mataas na bilis ng pag-unlad ng motor.

 

01. Pagpili ng Numero ng Pares ng Rotor Pole

Sa mga high-speed na motor, ang pagkawala ng bakal ay naging isang hindi maiiwasang kritikal na kadahilanan, lalo na sa mga hanay ng mataas na bilis. Mayroong malapit na kaugnayan sa pagitan ng bilang ng mga poste ng motor at pagkawala ng bakal dahil habang tumataas ang bilis ng motor, tumataas din ang dalas ng pagbabago ng magnetic flux sa core, na humahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa pagkawala ng bakal.

Halimbawa, sa isang motor na tumatakbo sa 20,000 rpm, ang isang 6-pol na motor ay umabot sa gumaganang frequency na 1000 Hz, habang ang isang 8-pol na motor ay nagpapataas nito sa 1333 Hz. Ayon sa formula ng pagkalkula para sa pagkawala ng bakal na binanggit sa itaas, ang pagtaas sa dalas ng pagpapatakbo ay direktang humahantong sa pagtaas ng pagkawala ng bakal.

Sa trend ng disenyo ng mga high-speed na motor, makikita natin ang unti-unting pagbaba sa paggamit ng 8/48 pole-slot combinations at pagtaas ng paggamit ng 6/54 pole-slot combinations.

Ang dahilan para sa pagbabagong ito ay nakasalalay sa mga nabanggit na pagsasaalang-alang ng pagkawala ng bakal. Upang mabawasan ang pagkawala ng bakal sa panahon ng high-speed na operasyon, ang mga designer ay may posibilidad na pumili ng 6/54 pole-slot na kumbinasyon upang makamit ang mas mahusay na electromagnetic na pagganap at mas mataas na kahusayan.

02. Pagpili ng Cooling System

Para sa mga high-speed na permanenteng magnet na motor, ang temperatura ay makabuluhang nakakaapekto sa kanilang pagganap. Dahil ang operating point ng mga permanenteng magnet ay umaanod sa temperatura, ang labis na mataas na temperatura ay maaaring maging panganib sa demagnetization ng mga magnet. Bukod dito, nililimitahan ng mataas na densidad ng kapangyarihan ng mga de-koryenteng motor sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya ang lugar ng paglamig sa ibabaw, na ginagawang mahalaga ang disenyo ng sistema ng paglamig sa pagtiyak ng matatag na pagganap ng motor.

Kapag isinasaalang-alang ang mga pamamaraan ng paglamig, iminumungkahi ko ang paggamit ng isang sistema ng paglamig ng langis para sa mga motor na may bilis na higit sa 18,000 rpm. Ito ay dahil ang mga isyu sa pag-init ng rotor ay nagiging partikular na kitang-kita kapag ang mga bilis ay lumampas sa 16,000 rpm. Sa isang water-cooled na motor, ang stator ay pangunahing pinapalamig, samantalang sa ilalim ng mataas na bilis, ang pagwawaldas ng init ng rotor nang epektibo sa pamamagitan ng paglamig ng tubig ay nagiging mahirap.

Tungkol sa pagsubaybay sa temperatura, ang mga kasalukuyang disenyo ng motor ay karaniwang naglalagay ng mga sensor ng temperatura sa loob ng stator. Sa mga motor na pinalamig ng tubig, dahil sa matatag na mga istraktura ng channel ng daloy, ang pamamahagi ng temperatura ng mga windings ng stator ay medyo pare-pareho at mahusay na kontrolado. Gayunpaman, sa mga motor na pinalamig ng langis, ang higit na kakayahang umangkop sa disenyo ng mga channel ng daloy ay nagreresulta sa mas kapansin-pansin na mga pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng mga windings kumpara sa mga motor na pinalamig ng tubig. Samakatuwid, kapag pumipili ng lokasyon ng sensor, mahalagang isaalang-alang ang mga lugar na may mas mataas na pagtaas ng temperatura ng paikot-ikot upang mabawasan ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng sinusubaybayang temperatura at ang pinakamataas na punto ng paikot-ikot, na tumpak na sumasalamin sa aktwal na estado ng thermal ng motor.

03. Mga Teknolohikal na Hamon ng High-Speed ​​Bearings

Ang sistema ng suporta sa rotor ay isang pangunahing bahagi sa pagbuo ng mga high-speed na motor, na ang pagpili ng teknolohiya ng tindig ay partikular na kritikal. Sa kasalukuyan, ang deep groove ball bearings ay karaniwang ginagamit sa motor bearings.

Sa mga high-speed na kapaligiran, ang mga ball bearings ay nahaharap sa mga seryosong hamon tulad ng sobrang pag-init at ang panganib ng pagtakbo. Ito ay dahil habang tumataas ang bilis, ang alitan at pagbuo ng init sa loob ng mga bearings ay tumataas din nang husto, na humahantong sa pagbaba ng pagganap ng bearing o kahit na pagkabigo. Samakatuwid, ang pagpapadulas ng mga high-speed bearings ay mahalaga.

Matapos lumampas ang bilis ng motor sa 18,000 rpm, ang isa pang mahalagang dahilan sa pagrekomenda ng paglamig ng langis ay ang pagpapadulas. Sa mga motor na pinalamig ng tubig, ang mga self-lubricating ball bearings ay karaniwang ginagamit para sa mga bearings. Gayunpaman, sa panahon ng mabilis na operasyon, ang mga bearings na ito ay nahaharap sa mga hamon tulad ng pagtagas ng grasa at malaking pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng panloob at panlabas na mga singsing.

Sa kabaligtaran, ang mga open-type na ball bearings na ginagamit sa mga oil cooling system ay maaaring epektibong palamigin ang panloob at panlabas na mga singsing ng mga bearings, pag-iwas sa mga isyu sa pagtagas ng grasa at pagkakaroon ng mas mababang rolling friction coefficient. Gayunpaman, dapat bigyang pansin ang disenyo ng mga landas ng langis ng pagpapadulas upang matiyak ang sapat na paglamig ng tindig. Sa butas ng balikat, ang nakausli na istraktura ay naka-embed upang matiyak na ang bilis ng daloy ng paglamig ng langis ay medyo pare-pareho bago at pagkatapos ng balikat.