Elemen Kunci dalam Perkembangan Motorik Berkecepatan Tinggi

Dengan pesatnya perkembangan pasar kendaraan energi baru global, kecepatan motor penggerak telah menunjukkan pertumbuhan yang mencengangkan. Dari 18.000 rpm beberapa tahun yang lalu hingga melebihi 20.000 rpm saat ini, hal ini tidak hanya mewakili terobosan numerik tetapi juga pengujian ketat terhadap desain motor dan teknologi manufaktur. Artikel ini membahas beberapa aspek perkembangan motorik berkecepatan tinggi.

 

01. Pemilihan Rotor Nomor Pasangan Tiang

Pada motor berkecepatan tinggi, hilangnya zat besi telah menjadi faktor kritis yang tidak dapat dihindari, terutama pada rentang kecepatan tinggi. Terdapat hubungan yang erat antara jumlah kutub motor dan kehilangan besi karena dengan meningkatnya kecepatan motor, frekuensi perubahan fluks magnet pada inti juga meningkat, sehingga menyebabkan peningkatan kehilangan besi secara signifikan.

Misalnya, pada motor yang beroperasi pada 20.000 rpm, motor 6 kutub mencapai frekuensi kerja 1000 Hz, sedangkan motor 8 kutub meningkatkannya menjadi 1333 Hz. Berdasarkan rumus perhitungan kehilangan besi yang disebutkan di atas, peningkatan frekuensi pengoperasian secara langsung menyebabkan peningkatan kehilangan besi.

Dalam tren desain motor berkecepatan tinggi, kita dapat melihat penurunan bertahap dalam penggunaan kombinasi slot tiang 8/48 dan peningkatan penggunaan kombinasi slot tiang 6/54.

Alasan pergeseran ini terletak pada pertimbangan hilangnya zat besi di atas. Untuk mengurangi kehilangan besi selama pengoperasian kecepatan tinggi, perancang cenderung memilih kombinasi slot kutub 6/54 untuk mencapai kinerja elektromagnetik yang lebih baik dan efisiensi yang lebih tinggi.

02. Pemilihan Sistem Pendingin

Untuk motor magnet permanen berkecepatan tinggi, suhu mempengaruhi kinerjanya secara signifikan. Karena titik pengoperasian magnet permanen berubah seiring suhu, suhu yang terlalu tinggi bahkan dapat menimbulkan risiko demagnetisasi magnet. Selain itu, kepadatan daya motor listrik yang tinggi pada kendaraan energi baru membatasi luas permukaan pendinginan, sehingga desain sistem pendingin menjadi penting untuk memastikan kinerja motor yang stabil.

Saat mempertimbangkan metode pendinginan, saya menyarankan menggunakan sistem pendingin oli untuk motor dengan kecepatan melebihi 18.000 rpm. Hal ini karena masalah pemanasan rotor menjadi sangat menonjol ketika kecepatan melebihi 16.000 rpm. Pada motor berpendingin air, stator terutama didinginkan, sedangkan pada kecepatan tinggi, menghilangkan panas rotor secara efektif melalui pendinginan air menjadi tantangan.

Mengenai pemantauan suhu, desain motor saat ini biasanya menanamkan sensor suhu di dalam stator. Pada motor berpendingin air, karena struktur saluran aliran yang stabil, distribusi temperatur belitan stator relatif seragam dan terkontrol dengan baik. Namun, pada motor berpendingin oli, fleksibilitas desain saluran aliran yang lebih besar menghasilkan perbedaan suhu yang lebih nyata antar belitan dibandingkan dengan motor berpendingin air. Oleh karena itu, ketika memilih lokasi sensor, penting untuk mempertimbangkan area dengan kenaikan suhu belitan yang lebih tinggi untuk meminimalkan perbedaan suhu antara suhu yang dipantau dan titik belitan tertinggi, yang secara akurat mencerminkan keadaan termal motor yang sebenarnya.

03. Tantangan Teknologi Bantalan Berkecepatan Tinggi

Sistem pendukung rotor adalah komponen inti dalam pengembangan motor berkecepatan tinggi, dan pemilihan teknologi bantalan menjadi hal yang sangat penting. Saat ini, bantalan bola dalam alur biasa digunakan pada bantalan motor.

Di lingkungan berkecepatan tinggi, bantalan bola menghadapi tantangan serius seperti panas berlebih dan risiko berlari. Hal ini karena seiring dengan meningkatnya kecepatan, gesekan dan panas yang dihasilkan di dalam bantalan juga meningkat tajam, sehingga menyebabkan penurunan kinerja bantalan atau bahkan kegagalan. Oleh karena itu, pelumasan bantalan kecepatan tinggi sangatlah penting.

Setelah kecepatan motor melebihi 18.000 rpm, alasan penting lainnya untuk merekomendasikan pendinginan oli adalah pelumasan bantalan. Pada motor berpendingin air, bantalan bola yang dapat melumasi sendiri biasanya digunakan untuk bantalan. Namun, selama pengoperasian kecepatan tinggi, bantalan ini menghadapi tantangan seperti kebocoran gemuk dan perbedaan suhu yang besar antara cincin dalam dan luar.

Sebaliknya, bantalan bola tipe terbuka yang digunakan dalam sistem pendingin oli dapat secara efektif mendinginkan cincin bagian dalam dan luar bantalan, menghindari masalah kebocoran minyak dan memiliki koefisien gesekan guling yang lebih rendah. Namun, perhatian harus diberikan pada desain jalur oli pelumas untuk memastikan pendinginan bantalan yang memadai. Pada lubang bahu, tertanam struktur yang menonjol untuk memastikan kecepatan aliran oli pendingin relatif seragam sebelum dan sesudah bahu.