Қазіргі қарқынды дамып келе жатқан технологиялық ландшафтта, жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар көптеген жоғары деңгейлі өрістерде негізгі қуат көзіне айналуда. Жаңа энергетикалық көліктерден аэроғарышқа дейін, дәлдіктегі өндірістен энергетикалық жабдыққа дейін, осы озық қолданбалардың артында негізгі технология – жоғары жылдамдықты қозғалтқыш статор технологиясының қолдауы жатыр.
Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар туралы айтқанда, жоғары айналу жылдамдығы мен жоғары қуат жиі еске түседі. Шындығында, жылдамдығы 10 000 р/мин асатын қозғалтқыштар жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар санатына жатады. Олардың көптеген өнеркәсіптік секторлардың өзегіне айналу қабілеті толығымен олардың сипаттамаларына байланысты. шағын өлшемдері мен жоғары қуат тығыздығының .
Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштың «жүрегі» ретінде статордың технологиялық артықшылығы бүкіл қозғалтқыштың өнімділігін, тиімділігін және сенімділігін тікелей анықтайды.
01 Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың қиындықтары
Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар жылдам жұмыс істейтін қарапайым қозғалтқыштар емес. Жылдамдық артқан сайын бұрын-соңды болмаған бірқатар қиындықтар туындайды.
Жоғары жиілікті жоғалту - бірінші және ең маңызды мәселе. Статор орамасының тогы мен темір өзегіндегі магнит ағынының жиілігі жылдамдықтың жоғарылауымен күрт артады, бұл қозғалтқыш орамаларында, статор өзегінде және роторда айтарлықтай жоғары жиілікті қосымша шығындарды тудырады.
Тері әсері және жақындық әсері әдетте төмен жиіліктерде елеусіз, бірақ жоғары жиіліктерде өте маңызды болады.
Жылу бөлу мәселесі бірдей қиын. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар эквивалентті қуаттағы әдеттегі жылдамдықты қозғалтқыштардан әлдеқайда аз, бұл жоғары қуат тығыздығына және жоғалту тығыздығына әкеледі, бұл жылуды таратуды қиындатады.
Арнайы салқындату шараларынсыз қозғалтқыш температурасының шамадан тыс жоғарылауы орын алуы мүмкін, бұл орамның қызмет ету мерзімін қысқартады.
Тұрақты магнитті қозғалтқыштар үшін ротор температурасының шамадан тыс жоғарылауы тұрақты магниттердің қайтымсыз магнитсізденуіне әкелуі мүмкін.
қиындықтарды Өндірістік процестердегі елемеуге болмайды. Статор саңылауының цилиндрлік және коаксиалдылығын дұрыс пайдаланбау ротордың жұмысы кезінде магнит өрісі күшінің теңгерімсіздігін тудыруы мүмкін, бұл ауа саңылауларының өзгеруіне негізделген діріл үдеуін тудыруы мүмкін.
02 Статор орамасының технологиясы
Статор орамдары қозғалтқыштың тиімділігін, қызмет ету мерзімін, көлемін және құнын арттырудың негізгі факторы болып табылады. Тасымалдауды электрлендіру мәселелерін шешу үшін орамның сәйкес технологиясын және дұрыс дизайнды таңдау өте маңызды.
Қазіргі уақытта ораманың үш негізгі технологиясы бар: тартылатын орамдар , шаш қыстырғыш орамдары және қалыптасқан литц сымы.
Тартылатын орамдар ұяларға салынған дөңгелек сымдардан тұрады, әрбір сым оқшауланған және қатар орналасқан бірнеше сымдар. Орамның бұл түрі үшін толтыру коэффициенті 40% -дан 45% -ға дейін жетуі мүмкін.
Штанга орамдары, сондай-ақ штанга орамдары ретінде белгілі, жеке оқшауланған тұтас мыс жолақтардан тұрады. Алдын ала жасалған U-тәрізді штангалар қозғалтқыш саңылауларына енгізіледі, ал мыс сырықтардың ашық ұштары бүгіліп, дәнекерлеу арқылы біріктіріледі. HPW үшін толтыру коэффициенті 50%-дан асуы мүмкін.
Қалыптасқан Litz Wire бұралған, сығылған және жолақтарды қалыптастыру үшін параллель жалғанған жіптерден тұрады. Жеке оқшауланған жіптер қозғалтқыштың осьтік бағыты бойынша үздіксіз ауыстырылады. FLW үшін қол жеткізілетін толтыру коэффициенті HPW деңгейімен салыстырылады.
Үш орам түрінің ішінде Hairpin орамдары мен Қалыптасқан Литц сымының толтыру коэффициенттері жоғары, бұл ықшам конструкциялар мен жоғары қуат тығыздығын білдіреді.
03 Статордың инновациялық құрылымдары
Жоғары жылдамдықты орталардың ерекше қиындықтарына тап бола отырып, зерттеушілер әртүрлі инновациялық статор құрылымдарын әзірледі.
Статордың тұрақты магнитті қозғалтқышы - бұл серпінді дизайн. Ол тұрақты магниттерді ротордың орнына статорға қою арқылы дәстүрлі автокөлік тартқыш қозғалтқыштарының шектеулерін бұзады.
Бұл дизайн көптеген артықшылықтарды ұсынады: ротордың тұрақты магнит материалы да, якорь орамалары да жоқ, бұл оны қарапайым және берік етеді, әсіресе жоғары жылдамдықтағы жұмыс үшін қолайлы; тұрақты магниттер де, якорь орамдары да статорда орналасқан, бұл салқындатуды жеңілдетеді; тұрақты магниттердің магниттелуіне якорь орамаларының қосылу әдісін орынды өзгерту арқылы қол жеткізуге болады.
Слотсыз статор құрылымы тағы бір инновациялық шешім болып табылады. Жоғары жылдамдықты тұрақты магнитті қозғалтқыштарда айнымалы магнит өрісінің жиілігі өте жоғары, бұл статор темірінің айтарлықтай жоғалуына, қатты қызып кетуге және тісті айналу моменті айналу моментінің толқынын тудырады.
Саңылаусыз статор құрылымын қабылдау темірдің жоғалуын тиімді азайтады және тісті моменттің әсерін толығымен жояды.
Кейбір зерттеулер жұмсақ магниттік ферриттің жоғары өткізгіштігін, жоғары кедергісін және арзан сипаттамаларын біріктіреді, оны жоғары жылдамдықты тұрақты магнитті щеткасыз тұрақты ток қозғалтқыштары үшін статор өзегі ретінде пайдаланады, сонымен бірге саңылаусыз статор құрылымын қолданады.
Тороидальды орама құрылымы - бұл Шэньян Технология университетінің жоғары жылдамдықты тұрақты магнит қозғалтқыштары бойынша зерттеулерінде ұсынылған жаңа дизайн.
Тороидты орамда катушкалардың төменгі қабатының жақтары статор өзегінің 6 ойығына орналастырылған, ал үстіңгі қабат жақтары статор қамытының сыртқы жиегіндегі 24 ұяшыққа бөлінген. Бұл статор бетіндегі желдету мен жылуды тарату аймағын ұлғайтып қана қоймайды, сонымен қатар салқындатқыш ауа ағынының статор орамдарын тікелей салқындатуына мүмкіндік береді.
04 Салқындату технологиясы және жылуды жобалау
Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштың салқындату жүйесі оның сенімді жұмысының кілті болып табылады. Жақсы жобаланған салқындату жүйесі статор мен ротордың температурасының көтерілуін тиімді төмендете алады, бұл жоғары қуатты жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың ұзақ мерзімді тұрақты жұмысы үшін өте маңызды.
Статорды салқындату технологиялары әртүрлі. Жабық су кеудешелерінің құрылымдары үшін ішкі өзін-өзі салқындату кезінде орама ұштарындағы температура салыстырмалы түрде жоғары болады.
Инженерлер тәжірибе арқылы су ағынының бағытын реттеу, судың ортасынан кіріп, екі жағынан шығатын әдісті қолдану жылуды таратуды тиімді жақсартуға болатынын анықтады.
Үлкен жылдамдықты қозғалтқыштар үшін роторлы желдеткішті қосуға болады, ал ішкі ауа ағынын ұйымдастыру корпустың сыртқы ортаңғы бөлігінен ауа қабылдау арнасы ретінде қызмет ететін, екі шетінен газды шығарумен бірге статорды ортасынан сегменттеуге арналған. Қалған корпуста судың ортасынан кіріп, екі жағынан шығатын сумен салқындатылатын құрылым бар.
Орам ұштары үшін жақсартылған жылуды бөлу өңдеуі де жоғары жылдамдықты қозғалтқыштарға тән технология болып табылады. Дәстүрлі қозғалтқыштардан айырмашылығы, жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар салқындату жағдайларын жақсарту үшін әдеттегі ұяшық сыналарын жою сияқты әдістерді қолданады.
Бүріккіш салқындату технологиясы орама бастарынан жылуды тарату үшін де қолданылады. Бұл тікелей салқындату әдісі жоғары температуралы ортада қозғалтқыштың тұрақты жұмысын қамтамасыз ете отырып, орамалардан пайда болатын жылуды тиімді жояды.
05 Болашақ даму тенденциялары
Үздіксіз технологиялық прогресс кезінде жоғары жылдамдықты қозғалтқыш статорының технологиясы жоғары тиімділікке, жоғары сенімділікке және көбірек интеллектке қарай дамып келеді.
Жаңа материалдарды қолдану маңызды болады. Жоғары өткізгіштігі мен жоғары кедергісі бар жұмсақ магниттік феррит сияқты материалдарды жоғары өнімді оқшаулағыш материалдармен бірге пайдалану статордың жұмыс тиімділігі мен сенімділігін одан әрі жақсартады.
Біріктірілген дизайн тағы бір негізгі тренд. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың дизайны көптеген физикалық өрістерді қамтитын кешенді, қайталанатын процесс: электромагниттік өрістер, ротор күші, ротор динамикасы, сұйықтық өрістері және температура өрістері.
Болашақта мультифизикалық қосылыстарды модельдеу және оңтайландыру арқылы статор технологиясы басқа қозғалтқыш жүйелерімен тығыз біріктіріледі.
Өндірістік процестердегі инновациялар статор технологиясын алға жылжытады. 3D басып шығару және дәл өңдеу технологияларының дамуымен күрделірек және оңтайландырылған статор құрылымдары мүмкін болады, бұл жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың өнімділік шегін одан әрі күшейтеді.
Қазіргі уақытта Қытайда жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар саласындағы зерттеулер үздіксіз тереңдеуде. Чжэцзян университеті, Шэньян технологиялық университеті және Харбин ғылым және технология университеті сияқты бірнеше университеттер мен ғылыми-зерттеу мекемелері бұл салада айтарлықтай жетістіктерге жетті.
Өнеркәсіптік жабдықтан күнделікті өмірге дейін, жоғары жылдамдықты қозғалтқыш статоры технологиясындағы инновациялар біздің әлемді тыныш өзгертеді.
Болашақта жаңа материалдар мен жаңа процестерді қолдану арқылы жоғары жылдамдықты қозғалтқыш статор технологиясы адамның технологиялық прогресінің күшті және тиімдірек, қуатты серпінін қамтамасыз ете береді.
