Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштың роторын енгізу

А жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторы әдетте айналмалы білікті бейнелейтін жоғары жылдамдықты қозғалтқыштың маңызды бөлігі болып табылады. Ол механикалық құрылғыларға айналу қозғалысын беру үшін қозғалтқыш шығаратын электр қуатын пайдалану арқылы жұмыс істейді. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторларының айқындаушы сипаттамасы олардың жоғары айналу жылдамдығы болып табылады, көбінесе минутына 10 000 айналымнан (айн/мин) асады.

Жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторларының құрылымдық жобасында жоғары жылдамдықпен жұмыс істеуден туындайтын орталықтан тепкіш күш пен соққы күші сияқты факторларға маңызды назар аудару керек. Бұл осьтік жеңілдетуді, динамикалық теңдестіру өнімділігін және тозуға төзімділікті оңтайландыруды қажет етеді. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторларының бірнеше жалпы құрылымдық түрлері бар, соның ішінде гильзалық типті, дискілік типті, магнитті суспензиялы типті және компланарлы типті. Құрылымдық типті таңдау практикалық қажеттіліктерге негізделуі керек.

Кішігірім өлшемдері, жоғары қуат тығыздығы, жоғары жылдамдықты жүктемелерге тікелей қосылуы, дәстүрлі механикалық жылдамдықты арттыратын құрылғыларды жою, жүйе шуын азайту және жүйенің беріліс тиімділігін жоғарылататын жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар жоғары жылдамдықты тегістеу машиналары, ауа айналымын салқындату жүйелері, энергия сақтау ұяшықтары, газды тасымалдауға арналған жоғары жылдамдықты сығымдауыштар, жоғары жылдамдықты сығымдауыштар сияқты әртүрлі салаларда кең қолдану перспективаларына ие. және ұшақ немесе кеме қоректендіру жабдығы ретінде пайдаланылатын бөлінген электр энергиясын өндіру жүйелері. Олар халықаралық электротехника саласындағы зерттеу нүктелерінің біріне айналды.

Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың негізгі сипаттамаларына жоғары ротор жылдамдығы, жоғары статор орамасының тогы және темір өзегіндегі магнит ағынының жиілігі, жоғары қуат тығыздығы мен жоғалту тығыздығы жатады. Бұл сипаттамалар жоғары жылдамдықты қозғалтқыштарға ғана тән негізгі технологиялар мен жобалау әдістерін қажет етеді, оларды әдеттегі жылдамдықты қозғалтқыштардан ерекшелейді. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторлары әдетте 10 000 айн / мин жоғары жылдамдықпен айналады. Жоғары жылдамдықты айналу кезінде әдеттегі ламинатталған роторлар үлкен центрифугалық күштерге төтеп беру үшін күреседі, бұл арнайы жоғары берік ламинатталған немесе қатты ротор құрылымдарын қабылдауды қажет етеді. Тұрақты магнитті қозғалтқыштар үшін ротордың беріктігі мәселелері одан да маңыздырақ, өйткені агломерацияланған тұрақты магниттік материалдар ротордың жоғары жылдамдықты айналуынан туындайтын созылу кернеуіне төтеп бере алмайды, бұл тұрақты магниттер үшін қорғаныс шараларын қажет етеді.

Сонымен қатар, ротор мен ауа саңылауы арасындағы жоғары жылдамдықты үйкеліс ротор бетіндегі үйкеліс жоғалтуларына әкеліп соғады, бұл әдеттегі жылдамдықты қозғалтқыштардағыдан әлдеқайда көп, бұл роторды салқындату үшін айтарлықтай қиындықтар тудырады. Ротордың жеткілікті беріктігін қамтамасыз ету үшін жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторлары жиі жіңішке болады, бұл әдеттегі жылдамдықты қозғалтқыштармен салыстырғанда сыни айналу жылдамдығына жақындау ықтималдығын арттырады. Иілу резонансын болдырмау үшін ротор жүйесінің сыни айналу жылдамдығын дәл болжау өте маңызды.

Сонымен қатар, кәдімгі мотор мойынтіректері жоғары жылдамдықта сенімді жұмыс істей алмайды, бұл жоғары жылдамдықты мойынтіректер жүйесін қабылдауды қажет етеді. Орамдағы жоғары жиілікті айнымалы ток және жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың статор темір өзегіндегі магнит ағыны қозғалтқыш орамында, статор темір өзегінде және роторда айтарлықтай жоғары жиілікті қосымша шығындарды тудырады. Тері әсері мен орамдағы жоғалтуларға жақындық әсерін, әдетте, статор тоғының жиілігі төмен болған кезде елемеуге болады, бірақ жоғары жиілікті жағдайларда статор орамасы орамадағы қосымша шығындарды арттыра отырып, елеулі тері әсерін және жақындық әсерін көрсетеді.

Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың статор темір өзегіндегі жоғары магнит ағынының жиілігі тері әсерінің әсерін елемеуге болмайды, ал дәстүрлі есептеу әдістері елеулі қателерге әкелуі мүмкін. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың статор темір өзегі шығынын дәл есептеу үшін жоғары жиілік жағдайында темір жоғалтуды есептеу үлгілерін зерттеу қажет. Статор саңылаулары мен синусоидалы емес ораманың таралуынан туындаған кеңістіктік гармоникалар, сондай-ақ PWM қуат көзі арқылы генерацияланатын ағымдағы уақыт гармоникасы барлығы ротордағы құйынды токтың айтарлықтай шығындарын тудырады. Ротордың шағын көлемі және нашар салқындату шарттары роторды салқындату үшін үлкен қиындықтар тудырады. Сондықтан ротордың құйынды токтарының жоғалуын дәл есептеу және оларды азайтудың тиімді шараларын зерттеу жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың сенімді жұмыс істеуі үшін шешуші мәнге ие.

Сонымен қатар, жоғары жиілікті кернеулер немесе токтар жоғары қуатты жоғары жылдамдықты қозғалтқыштардың контроллерінің дизайнына қиындықтар тудырады. Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар балама қуаттағы әдеттегі жылдамдықты қозғалтқыштардан әлдеқайда аз, жоғары қуат тығыздығы мен жоғалту тығыздығымен, сондай-ақ қиын салқындатумен ерекшеленеді. Арнайы салқындату шараларынсыз қозғалтқыш температурасы шамадан тыс көтерілуі мүмкін, бұл орамның қызмет ету мерзімін қысқартады. Әсіресе тұрақты магнитті қозғалтқыштар үшін ротордың шамадан тыс температурасы тұрақты магниттердің қайтымсыз магнитсізденуіне әкелуі мүмкін.

Жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар әдетте айналу жылдамдығы 10 000 айн/мин асатын немесе қиындық мәндері (айналу жылдамдығының көбейтіндісі мен қуаттың квадрат түбірі) 1×10^5-тен асатын қозғалтқыштарға жатады. Қазіргі уақытта қол жетімді қозғалтқыштардың әртүрлі түрлерінің ішінде жоғары жылдамдықтарға сәтті қол жеткізетіндер, ең алдымен, асинхронды қозғалтқыштарды, ішкі тұрақты магнитті қозғалтқыштарды, қосылатын қарсылық қозғалтқыштарын және бірнеше сыртқы тұрақты магнитті қозғалтқыштарды және тырнақ полюсті қозғалтқыштарды қамтиды. Жоғары жылдамдықты асинхронды қозғалтқыштардың роторлық құрылымдары салыстырмалы түрде қарапайым, айналу инерциясы төмен және жоғары температура мен жоғары жылдамдық жағдайында ұзақ уақыт жұмыс істеу мүмкіндігі бар, бұл оларды жоғары жылдамдықты қолданбаларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.

Қорытындылай келе, жоғары жылдамдықты қозғалтқыш роторлары олардың жоғары айналу жылдамдығымен, арнайы құрылымдық конструкцияларымен және салқындату және мойынтірек жүйелеріндегі қиындықтармен сипатталатын қозғалтқыштардың жоғары жылдамдықты жұмысына мүмкіндік беретін негізгі компоненттер болып табылады. Технологиялық жетістіктер мен өнеркәсіптік жаңартулардың арқасында жоғары жылдамдықты қозғалтқыштар электр көліктері, аэроғарыш, өнеркәсіптік роботтар және таза энергия сияқты салаларда көбірек қолданылуда, бұл жоғары өнімді материалдар мен технологиялардың дамуына ықпал етеді. Көміртекті талшықты роторларды кеңінен қолдану, мысалы, қозғалтқыштың тиімділігі мен ұзақ мерзімділігін айтарлықтай арттырады, бұл жоғары жылдамдықты қозғалтқыш технологиясының жаңа дәуірін белгілейді.