Éléments clés du développement moteur à grande vitesse

Avec le développement vigoureux du marché mondial de nouveaux véhicules énergétiques, la vitesse des moteurs de conduite a montré une croissance étonnante. De 18 000 tr / min il y a plusieurs années pour dépasser confortablement 20 000 tr / min aujourd'hui, cela représente non seulement une percée numérique mais également des tests rigoureux de conception motrice et de technologies de fabrication. Cet article traite de plusieurs aspects de développement moteur à grande vitesse.

01. Sélection de rotor Numéro de paire de pôles de

Dans les moteurs à grande vitesse, la perte de fer est devenue un facteur critique inévitable, en particulier dans les gammes à grande vitesse. Il existe une relation étroite entre le nombre de pôles du moteur et la perte de fer, car à mesure que la vitesse du moteur augmente, la fréquence des changements de flux magnétique dans le noyau augmente également, entraînant une augmentation significative de la perte de fer.

Par exemple, dans un moteur fonctionnant à 20 000 tr / min, un moteur à 6 pôles atteint une fréquence de travail de 1000 Hz, tandis qu'un moteur à 8 pôles augmente cela à 1333 Hz. Selon la formule de calcul de la perte de fer mentionnée ci-dessus, l'augmentation de la fréquence de fonctionnement entraîne directement une augmentation de la perte de fer.

Dans la tendance de conception des moteurs à grande vitesse, nous pouvons voir une diminution progressive de l'utilisation de combinaisons de 8/48 pôles et une augmentation de l'utilisation de combinaisons à pas de pôle 6/54.

La raison de ce changement réside dans les considérations susmentionnées de perte de fer. Pour réduire la perte de fer pendant le fonctionnement à grande vitesse, les concepteurs ont tendance à choisir la combinaison 6/54 Pole-Slot pour obtenir de meilleures performances électromagnétiques et une efficacité plus élevée.

02. Sélection du système de refroidissement

Pour les moteurs à aimant permanent à grande vitesse, la température affecte considérablement leurs performances. Étant donné que le point de fonctionnement des aimants permanents dérive de température, des températures excessivement élevées peuvent même risquer la démagnétisation des aimants. De plus, la densité élevée des moteurs électriques dans de nouveaux véhicules énergétiques limite la surface de refroidissement, ce qui rend la conception du système de refroidissement crucial pour assurer des performances de moteur stables.

Lorsque vous envisagez des méthodes de refroidissement, je suggère d'utiliser un système de refroidissement à l'huile pour les moteurs avec des vitesses supérieures à 18 000 tr / min. En effet, les problèmes de chauffage du rotor deviennent particulièrement proéminents lorsque les vitesses dépassent 16 000 tr / min. Dans un moteur refroidi par eau, le stator est principalement refroidi, tandis que à grande vitesse, la dissipation de la chaleur du rotor efficace par le refroidissement de l'eau devient difficile.

En ce qui concerne la surveillance de la température, les conceptions de moteur de courant incorporent généralement des capteurs de température à l'intérieur du stator. Dans les moteurs refroidis par eau, en raison de structures de canaux d'écoulement stables, la distribution de température des enroulements du stator est relativement uniforme et bien contrôlée. Cependant, dans les moteurs refroidis à l'huile, la plus grande flexibilité de conception des canaux d'écoulement entraîne des différences de température plus notables entre les enroulements par rapport aux moteurs refroidis par eau. Par conséquent, lors de la sélection de l'emplacement du capteur, il est crucial de considérer les zones avec une température de boite plus élevée augmente pour minimiser la différence de température entre la température surveillée et le point d'enroulement le plus élevé, reflétant avec précision l'état thermique réel du moteur.

03. Défis technologiques des roulements à grande vitesse

Le système de support du rotor est un composant central dans le développement de moteurs à grande vitesse, la sélection des technologies de roulement étant particulièrement critique. Actuellement, les roulements à billes de rainure profonde sont couramment utilisés dans les roulements du moteur.

Dans les environnements à grande vitesse, les roulements à billes sont confrontés à de graves défis tels que la surchauffe et le risque de course. En effet, à mesure que la vitesse augmente, la friction et la génération de chaleur à l'intérieur des roulements augmentent également fortement, entraînant une diminution des performances du roulement ou même une défaillance. Par conséquent, la lubrification des roulements à grande vitesse est cruciale.

Une fois que les vitesses du moteur dépassent 18 000 tr / min, une autre raison importante pour recommander le refroidissement à l'huile est de la lubrification. Dans les moteurs refroidis par eau, les roulements à billes auto-lubrifiants sont généralement utilisés pour les roulements. Cependant, pendant le fonctionnement à grande vitesse, ces roulements sont confrontés à des défis tels que la fuite de graisse et les grandes différences de température entre les anneaux intérieurs et extérieurs.

En revanche, les roulements à billes de type ouvert utilisés dans les systèmes de refroidissement d'huile peuvent efficacement refroidir les anneaux intérieurs et extérieurs des roulements, en évitant les problèmes de fuite de graisse et en ayant un coefficient de frottement de roulement inférieur. Cependant, l'attention doit être accordée à la conception des chemins d'huile de lubrification pour assurer un refroidissement adéquat. Dans le trou d'épaule, la structure saillante est intégrée pour garantir que la vitesse d'écoulement de l'huile de refroidissement est relativement uniforme avant et après l'épaule.