L'importance de la conception du rotor dans les moteurs sans balais à grande vitesse

Le rotor de moteur sans balais à grande vitesse fonctionne généralement à des vitesses allant de 20 000 à 100 000 tr / min. La conception de moteurs à grande vitesse diffère considérablement de celle des moteurs à basse fréquence à basse vitesse conventionnels. Une analyse dynamique du rotor et des systèmes de roulement est cruciale pour la fiabilité opérationnelle des moteurs à grande vitesse.

La conception du rotor est la clé de la conception du moteur sans balais à grande vitesse, avec des considérations principales, notamment: la sélection du diamètre et de la longueur du rotor, le choix des matériaux aimants permanents et les méthodes de protection utilisées (car les aimants permanents ne peuvent pas résister aux immenses forces centrifuges rencontrées à haute vitesse et doivent être protégées avec des matériaux centrifuges élevés). Cela implique une analyse de la résistance et de la rigidité du rotor et de la conception des roulements (car les moteurs sans balais à grande vitesse ne peuvent pas utiliser les roulements standard et doivent plutôt utiliser des types sans contact comme l'air ou les roulements magnétiques).

Pour les moteurs sans balais à grande vitesse, la conception du rotor de l'aimant permanent doit considérer à la fois les aspects électromagnétiques et mécaniques. Cela signifie que le rotor de l'aimant permanent doit fournir un champ magnétique de rotation suffisamment fort pour les enroulements du stator, tout en étant capable de résister aux énormes forces centrifuges générées par une rotation à grande vitesse.

Grande vitesse Les moteurs sans balais ont généralement moins de poteaux, généralement en utilisant 2 ou 4 poteaux. Un moteur à 2 pôles facilite l'utilisation d'une structure solide pour les aimants permanents afin d'assurer la symétrie mécanique et électromagnétique. En outre, le champ magnétique du noyau du stator et le courant d'enroulement et la fréquence d'un moteur à 2 pôles ne sont que la moitié de celui d'un moteur à 4 pôles, ce qui aide à réduire les pertes de fer et de cuivre dans le stator du moteur. Cependant, un inconvénient majeur des moteurs à 2 pôles est que les enroulements du stator sont plus longs et nécessitent une zone centrale du stator plus grande.

Le choix de Les matériaux d'aimant permanent dans les moteurs sans balais à grande vitesse influencent considérablement la taille et les performances du moteur. Lors de la sélection des matériaux aimants permanents, les considérations incluent:

1. Pour améliorer la densité et l'efficacité de puissance du moteur, les matériaux à forte densité de flux résiduel, la coercitivité et le produit d'énergie magnétique doivent être sélectionnés.

2. La courbe de démagnétisation du matériau de l'aimant permanent doit changer linéairement dans la plage de température de fonctionnement autorisée. Pour garantir que la température de fonctionnement du rotor de l'aimant permanent ne dépasse pas la température de démagnétisation des aimants, des matériaux d'aimant permanent résistants à haute température doivent être utilisés.

Étant donné les immenses forces centrifuges que les rotors aimant permanentes à moteur sans balais à grande vitesse doivent résister, les propriétés mécaniques des matériaux de l'aimant sont également essentielles. Compte tenu des exigences techniques et des coûts des matériaux, le bore de fer néodyme fritté, un type de matériau aimant permanent de métallurgie de poudre, est couramment utilisé. Les méthodes de protection de ces aimants comprennent l'ajout d'un boîtier de protection non magnétique à haute résistance à l'extérieur de l'aimant, ajusté étroitement dessus. Une autre méthode de protection consiste à utiliser des bandes en fibre de carbone pour sécuriser les aimants.