Nagysebességű motoros forgórészszerkezet és tervezési jellemzők (állórész kialakítása, különféle típusú forgórészszerkezet kialakítása)

A nagysebességű motoros forgórésznek kis méretű, nagy teljesítmény-sűrűségű, közvetlen kapcsolata nagy sebességű terheléssel, kiküszöböli a hagyományos mechanikus gyorsító eszközt, csökkenti a rendszer zaját és javítja a rendszer átviteli hatékonyságát stb. és a nemzetközi elektromos mező egyik kutatási hotpotjává vált.

A nagysebességű motor fő jellemzői a nagy rotorsebesség, a nagy állórész-tekercselési áram és a mágneses fluxus frekvenciája a magban, a nagy teljesítmény sűrűség és a veszteség sűrűsége. Ezek a jellemzők meghatározzák, hogy a nagysebességű motor kulcsfontosságú technológiája és tervezési módszerei különböznek az állandó sebességű motorjától.

A nagysebességű motor forgórészsebessége általában meghaladja a 10 000 r/percet. Nagy sebességgel történő forgatáskor a hagyományos laminált rotor nem képes ellenállni a hatalmas centrifugális erőknek, így speciális nagy szilárdságú laminált vagy szilárd forgórészszerkezetet kell használni. Az állandó mágnesmotorok esetében a rotor szilárdságának problémája kiemelkedőbb, mivel a szinterelt állandó mágneses anyag nem képes ellenállni a rotor nagysebességű forgása által keltett szakító feszültségnek, és védelmi intézkedéseket kell tenni az állandó mágnesnél. A forgórész és a légrés között a nagysebességű súrlódás sokkal nagyobb súrlódási veszteséget okoz a forgórész felületén, mint az állandó sebességű motoré, ami nagy nehézségeket okoz a rotor hőeloszlásához. Annak biztosítása érdekében, hogy a forgórész elegendő szilárdsággal rendelkezik, a nagysebességű motor forgórésze többnyire karcsú, tehát az állandó sebességű motorhoz képest jelentősen megnövekszik annak a lehetősége, hogy a rotorrendszer megközelítse a nagysebességű motor kritikus sebességét. A szokásos motorcsapágyak nem működhetnek megbízhatóan nagy sebességgel, és nagysebességű csapágyrendszereket kell használni.

A tekercselő áram és a mágneses fluxus magas váltakozó frekvenciája a nagysebességű motor magjában nagy, magas frekvenciájú kiegészítő veszteséget okoz a motor, az állórészmag és a forgórész tekercsében. Ha az állórész áramának gyakorisága alacsony, akkor a bőrhatás és a közelségi hatás hatása a tekercselés veszteségére figyelmen kívül hagyható, de magas frekvencián az állórész tekercse nyilvánvaló bőrhatást és közelségi hatást eredményez, és növeli a tekercs további veszteségét. A nagysebességű motor állórészmagjában a mágneses fluxus frekvenciája magas, a bőrhatás hatását nem lehet figyelmen kívül hagyni, és a hagyományos számítási módszer nagy hibákat okoz. A nagysebességű motor állórész magveszteségének pontos kiszámításához meg kell vizsgálni a vasvesztés számítási modelljét magas frekvenciájú körülmények között. Az állórész-nyílás és a kanyargós nem-szinusoidális eloszlás, valamint a PWM tápegység által generált jelenlegi és időharmonikusok által okozott űrkarmonikák nagy örvényáram-veszteséget okoznak a rotorban. A rotor kis mérete és a rossz hűtési körülmények miatt nagy nehézségeket okoz a rotor hőeloszlásának. Ezért megvitatjuk a forgórész -örvényáram -veszteség pontos kiszámítását és a rotoros örvényáram -veszteség csökkentésére szolgáló hatékony intézkedések feltárását. Nagyon fontos a nagy sebességű motor megbízható működése szempontjából. Ugyanakkor a nagyfrekvenciás feszültség vagy az áram szintén kihívásokat jelent a nagy teljesítményű nagysebességű motorok vezérlő tervezéséhez.

A nagysebességű motor térfogata sokkal kisebb, mint az azonos teljesítményű állandó sebességű motor, nemcsak az energia sűrűsége és a veszteség sűrűsége nagy, hanem a hőeloszlás is nehéz, ha a speciális hő-disszipációs intézkedéseket nem használják, a motor hőmérséklete túl magas lesz, ezáltal a tartós mágneses élettartamú élettartamot rövidítve, az állandó mágneses mágneses, az IR-hez tartozó mágneses, az IR-hez tartozó mágneses mágneses, főleg az IR-hez tartozó mágneses mágneses mágneses. mágnesezés. A jól megtervezett hűtőrendszer hatékonyan csökkentheti a rögzített forgórész hőmérséklet-emelkedését, amely a nagy teljesítményű nagysebességű motorok hosszú távú stabil működésének kulcsa.

Összefoglalva: a forgórész szilárdságában, a rotorrendszer dinamikájában, az elektromágneses kialakításban, a hűtőrendszer kialakításában és a hőmérséklet-emelkedés kiszámításában, a nagysebességű csapágyakban és a vezérlő fejlődésében számos speciális kulcsprobléma merül fel, amelyek nem állnak rendelkezésre a hagyományos motorokban. Ezért a nagysebességű motor kialakítása a fizikai mezők, például az elektromágneses mező, a forgórész szilárdságának, a rotor dinamikájának, a folyadékmezőnek és a hőmérsékleti mezőnek a több iterációjának átfogó tervezési folyamata. Jelenleg a nagysebességű mezőkben használt motorok fő típusai az indukciós motorok, az állandó mágnesmotorok, a kapcsolt reluctance motorok és a karom pólusmotorok, és minden motor típusú topológiával rendelkezik.

Ez a cikk elemzi a különféle típusú nagysebességű motorok fejlesztési állapotát otthon és külföldön, és összefoglalja a különféle típusú nagysebességű motorok limitindexét. A nagysebességű motor szerkezetét és tervezési jellemzőit részletesen elemezzük, ideértve az állórész-tervezést, a rotorszerkezet kialakítását, a rotorrendszer dinamikai elemzését, a csapágy kiválasztását és a hűtőrendszer-tervezést stb. Végül a nagysebességű motor fejlesztésének fő problémáit, és a nagysebességű motor fejlesztési trendjét és kilátásait kiszámítják.