Ključni elementi u razvoju motora velike brzine

S energičnim razvojem globalnog tržišta novih energetskih vozila, brzina vozačkih motora pokazala je zadivljujući rast. Od 18.000 o / min prije nekoliko godina do ugodnog većeg od 20 000 o / min danas, to predstavlja ne samo numerički proboj, već i rigorozne testove motoričkih dizajna i proizvodnih tehnologija. Ovaj članak govori o nekoliko aspekata Motorički razvoj velike brzine.

 

01. Odabir Broj parova rotora

U motorima velike brzine, gubitak željeza postao je neizbježan kritični faktor, posebno u rasponu velike brzine. Postoji bliska veza između broja motornih stupova i gubitka željeza, jer se povećava brzina motora, učestalost magnetskog toka u jezgri također se povećava, što dovodi do značajnog povećanja gubitka željeza.

Na primjer, u motoru koji djeluje na 20.000 o / min, 6-polni motor doseže radnu frekvenciju od 1000 Hz, dok 8-polni motor to povećava na 1333 Hz. Prema gore spomenutoj formuli izračunavanja za gubitak željeza, povećanje radne frekvencije izravno dovodi do povećanog gubitka željeza.

U trendu dizajna brzih motora možemo vidjeti postupno smanjenje kombinacije 8/48 pol-slojeva i povećanja upotrebe kombinacija 6/54 pol-slojeva.

Razlog ovog pomaka leži u gore spomenutim razmatranjima gubitka željeza. Kako bi smanjili gubitak željeza tijekom brzog rada, dizajneri imaju tendenciju da odaberu kombinaciju 6/54 pola udiljavanja kako bi postigli bolje elektromagnetske performanse i veću učinkovitost.

02. Odabir sustava hlađenja

Za stalne motore magneta velike brzine, temperatura značajno utječe na njihove performanse. Budući da radna točka trajnih magneta spušta temperaturu, prekomjerno visoke temperature mogu čak riskirati demagnetizaciju magneta. Nadalje, velika gustoća električnih motora u novim energetskim vozilima ograničava površinu hlađenja, što čini dizajn rashladnog sustava ključnim za osiguravanje stabilnih performansi motora.

Kada razmotrimo metode hlađenja, predlažem da koristite sustav za hlađenje ulja za motore s brzinama većim od 18.000 o / min. To je zato što problemi grijanja rotora postaju posebno istaknuti kada brzine prelaze 16.000 o / min. U motoru s vodenim hlađenjem, stator se prvenstveno ohladi, dok se pod velikim brzinama učinkovito raspršivanje topline rotora kroz hlađenje vode postaje izazovno.

Što se tiče praćenja temperature, trenutni dizajni motora obično ugrađuju temperaturne senzore unutar statora. U motorima s vodenim hlađenjem, zbog stabilnih struktura kanala protoka, raspodjela temperature namota statora je relativno ujednačena i dobro kontrolirana. Međutim, u motorima s naftom hlađenim, veća fleksibilnost protočnih kanala rezultira vidljivijim temperaturnim razlikama između namotanja u usporedbi s motorima hlađenim u vodi. Stoga, pri odabiru mjesta senzora, ključno je razmotriti područja s većom porastom temperature namota kako bi se smanjila temperaturna razlika između praćene temperature i najviše točke namotavanja, što točno odražava stvarno toplinsko stanje motora.

03. Tehnološki izazovi ležajeva brzih brzina

Sustav za podršku rotora je temeljna komponenta u razvoju motora brzih brzina, a odabir tehnologije ležaja je posebno kritičan. Trenutno se kuglični ležajevi dubokih žljebova obično koriste u motornim ležajevima.

U okruženjima velike brzine kuglični ležajevi suočavaju se s ozbiljnim izazovima poput pregrijavanja i rizika od trčanja. To je zato što se brzina povećava, stvaranje trenja i topline unutar ležajeva također se naglo povećavaju, što dovodi do smanjenih performansi ležaja ili čak neuspjeha. Stoga je podmazivanje ležajeva velike brzine presudno.

Nakon što brzina motora prelazi 18.000 o / min, još jedan važan razlog za preporuku hlađenja ulja je podmazivanje. U motorima s vodom, samo-podmazivanim kugličnim ležajevima obično se koriste za ležajeve. Međutim, tijekom rada velike brzine, ovi ležajevi suočavaju se s izazovima poput curenja masnoće i velikih temperaturnih razlika između unutarnjih i vanjskih prstenova.

Suprotno tome, kuglični ležajevi otvorenog tipa koji se koriste u sustavima za hlađenje ulja mogu učinkovito ohladiti unutarnje i vanjske prstenove ležajeva, izbjegavajući probleme curenja masnoće i imati niži koeficijent trenja kotrljanja. Međutim, pažnja se mora obratiti na dizajn naftnih staza za podmazivanje kako bi se osiguralo odgovarajuće hlađenje. U rupi za ramena ugrađena je izbočena struktura kako bi se osiguralo da je brzina protoka ulja hlađenja relativno ujednačena prije i nakon ramena.