ຫລັງການເລັ່ງຄວາມໄວຟ້າຜ່າຂອງຍານພາຫະນະພະລັງງານໃຫມ່, ພາຍໃນເຄື່ອງເຈາະທີ່ມີຄວາມຊັດເຈນແລະງຽບຢູ່ໃນມືຂອງຫມໍປົວແຂ້ວ, ແລະພາຍໃນການດໍາເນີນງານຄວາມໄວສູງຂອງເຄື່ອງມືເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາໃນໂຮງງານ, ມີ hero ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ບໍ່ມີຊື່ສຽງ - rotor motor ຄວາມໄວສູງ . ອົງປະກອບໝູນວຽນນີ້, ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງພຽງແຕ່ຫຼາຍສິບຊັງຕີແມັດ, ກໍາລັງປ່ຽນໂລກຂອງພວກເຮົາຢ່າງງຽບໆດ້ວຍຄວາມໄວຫຼາຍສິບພັນຮອບຕໍ່ນາທີ.
ວິທີການເຮັດວຽກຂອງ Rotor ຄວາມໄວສູງ: ເມື່ອແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າພົບກັບກົນໄກ
ມໍເຕີຄວາມໄວສູງໂດຍປົກກະຕິຫມາຍເຖິງລະບົບທີ່ມີຄວາມໄວການຫມຸນເກີນ 10,000 ຮອບຕໍ່ນາທີ (rpm), ມີບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕັດຜ່ານເຖິງ 100,000 rpm. ຄວາມໄວທີ່ຫນ້າປະຫລາດໃຈນີ້ສະເຫນີສອງຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນ: ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ (ພະລັງງານຫຼາຍກວ່າເກົ່າໃນປະລິມານດຽວກັນ) ແລະ ການຕອບສະຫນອງແບບເຄື່ອນໄຫວໄວ , ແຕ່ມັນຍັງແນະນໍາສິ່ງທ້າທາຍທາງດ້ານຮ່າງກາຍທີ່ເປັນເອກະລັກ.
ການປະຕິບັດແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແມ່ນພື້ນຖານຂອງການດໍາເນີນງານຂອງ rotor. ໃນເວລາທີ່ກະແສໄຟຟ້າໄຫຼຜ່ານ stator windings, ມັນຈະສ້າງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ rotating. ໃນມໍເຕີ synchronous ແມ່ເຫຼັກຖາວອນ, ພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງແມ່ເຫຼັກຖາວອນຂອງ rotor synchronizes ກັບພາກສະຫນາມ rotating ນີ້, ໃນຂະນະທີ່ຢູ່ໃນມໍເຕີ induction, rotor ສ້າງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງຕົນເອງໂດຍຜ່ານການ induction ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ເມື່ອຄວາມໄວເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຖີ່ຂອງການສະຫຼັບຂອງສະຫນາມແມ່ເຫຼັກເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ຊຶ່ງເປັນເຫດຜົນທີ່ວ່າມໍເຕີຄວາມໄວສູງມັກຈະໃຊ້ການອອກແບບ 2-pole ຫຼື 4-pole ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ.
ນະໂຍບາຍດ້ານກົນຈັກແມ່ນມີຄວາມສໍາຄັນເທົ່າທຽມກັນ. ອີງຕາມສູດຟີຊິກ F = mω 2r F = mω 2r , ຜົນບັງຄັບໃຊ້ centrifugal ແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບສີ່ຫລ່ຽມຂອງຄວາມໄວຫມຸນ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າຢູ່ທີ່ 20,000 rpm, ແຮງສູນກາງຂອງ rotor ສາມາດບັນລຸໄດ້ຫຼາຍສິບພັນເທົ່າຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງໂລກ - ເທົ່າກັບການນໍາໃຊ້ 50 ໂຕນດຶງໃນທຸກໆຊັງຕີແມັດ! ນອກຈາກນັ້ນ, ທຸກໆ rotor ມີ ຄວາມໄວທີ່ສໍາຄັນ (ຄວາມໄວທີ່ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຖີ່ resonant ຂອງມັນ), ແລະຄວາມໄວປະຕິບັດງານຕ້ອງຫຼີກເວັ້ນເຂດອັນຕະລາຍນີ້.
ການປະຕິວັດວັດສະດຸ: ເສັ້ນທາງເຂົ້າໃຫຍ່ຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນ
ພາຍໃຕ້ກໍາລັງແຮງສູນກາງທີ່ຮຸນແຮງ, ວັດສະດຸໂລຫະແບບດັ້ງເດີມຫຼຸດລົງສັ້ນ. ເຂົ້າໄປໃນອົງປະກອບຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນ, ວັດສະດຸມະຫັດສະຈັນທີ່ຢືມມາຈາກອາວະກາດ.
ເສັ້ນໄຍກາກບອນມີ ຄວາມເຂັ້ມແຂງສະເພາະ (ອັດຕາສ່ວນຄວາມຫນາແຫນ້ນຕໍ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນ) ຫຼາຍກວ່າຫ້າເທົ່າຂອງເຫຼັກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ໃນຂະນະທີ່ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງມັນແມ່ນພຽງແຕ່ຫນຶ່ງສ່ວນສີ່ຂອງເຫຼັກກ້າ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນ 'ເກາະ' ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການ rotor ຄວາມໄວສູງ. ມໍເຕີຂັບ Model S Plaid ຂອງ Tesla ເປັນເຄື່ອງຈັກທໍາອິດທີ່ຜະລິດເຕັກໂນໂລຢີນີ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ບັນລຸຄວາມໄວເກີນ 20,000 rpm. ຫຼັກການປະກອບມີການຫໍ່ເສັ້ນໃຍກາກບອນທີ່ມີຄວາມດັນສູງຢ່າງແນ່ນອນຮອບດ້ານຂອງແມ່ເຫຼັກຖາວອນແລະການຮັກສາພວກມັນດ້ວຍຢາງພິເສດເພື່ອສ້າງເປັນແຂນປ້ອງກັນ. ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ແມ່ເຫຼັກຖາວອນຈາກການກະແຈກກະຈາຍແຕ່ຍັງນໍາໃຊ້ preload radial (ປະມານ 200-300 MPa) ເພື່ອປົກປ້ອງວັດສະດຸແມ່ເຫຼັກຖາວອນ brittle.
ດີກວ່າ, ເສັ້ນໄຍກາກບອນມີ ຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນ ທີ່ຕໍ່າທີ່ສຸດ (ປະມານ 0.5 × 10 -6/ ℃), ຊ່ວຍໃຫ້ຊ່ອງຫວ່າງທາງອາກາດນ້ອຍລົງ (ຫຼຸດລົງ 30-50%) ແລະປັບປຸງການນໍາໃຊ້ flux ແມ່ເຫຼັກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ການທົດສອບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າແຂນເສັ້ນໄຍກາກບອນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຂອງ rotor eddy ຫຼາຍກວ່າ 60% ແລະປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງລະບົບໂດຍຈຸດສ່ວນຮ້ອຍ 0.2-0.5.
ນະວັດຕະກໍາໂຄງສ້າງ: ການແກ້ໄຂທີ່ຫຼາກຫຼາຍ
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງການອອກແບບ rotor:
· Rotors ການສະກົດຈິດຖາວອນຂອງແຂນໂລຫະ:
ໃຊ້ໂລຫະປະສົມທີ່ບໍ່ແມ່ນແມ່ເຫຼັກທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ (ເຊັ່ນ: titanium) ເພື່ອປະກອບແມ່ເຫຼັກຖາວອນ. ເທັກໂນໂລຍີທີ່ແກ່ແລ້ວນີ້ທົນທຸກຈາກການສູນເສຍທີ່ຫຍຸ້ງຍາກໃນປະຈຸບັນ.
· ພາຍໃນ Rotors ແມ່ເຫຼັກຖາວອນ:
ຝັງແມ່ເຫຼັກພາຍໃນແກນທາດເຫຼັກເພື່ອຄວາມປອດໄພທີ່ດີກວ່າແຕ່ມີຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການອີ່ມຕົວໃນຄວາມໄວສູງ.
· Solid Asynchronous Rotors:
ເຮັດວຽກໂດຍບໍ່ມີການ windings, ອີງໃສ່ກະແສໄຟຟ້າ eddy, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບຄວາມໄວສູງ ultra-high speeds ຂ້າງເທິງ 100,000 rpm ແຕ່ປະສິດທິພາບຕ່ໍາ.
Rotors ແມ່ເຫຼັກ Levitation ເປັນຕົວແທນຂອງການຕັດແຂບ. ໂດຍການນໍາໃຊ້ກໍາລັງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າເພື່ອລະງັບ rotor, friction ກົນຈັກໄດ້ຖືກລົບລ້າງທັງຫມົດ. ປັ໊ມໂມເລກຸນແມ່ເຫຼັກ levitation ທີ່ແນ່ນອນບັນລຸຄວາມໄວ 120,000 rpm ທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງການສັ່ນສະເທືອນພາຍໃຕ້ 1 micron, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນອຸປະກອນທີ່ສໍາຄັນໃນການຜະລິດ semiconductor. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລະບົບການຄວບຄຸມທີ່ສັບສົນຂອງມັນຍັງເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ.
Interference Fit Design ແມ່ນລາຍລະອຽດການຜະລິດທີ່ລະອຽດອ່ອນແຕ່ສຳຄັນ. ສໍາລັບມໍເຕີ 20,000 rpm, ການແຊກແຊງລະຫວ່າງແກນ rotor ແລະ shaft ຕ້ອງມີຄວາມຊັດເຈນພາຍໃນ 32 microns (ປະມານຫນຶ່ງສ່ວນສາມຂອງເສັ້ນຜ່າກາງຂອງຜົມຂອງມະນຸດ), ດ້ວຍຄວາມທົນທານຂອງເສັ້ນຜ່າກາງ shaft ຄວບຄຸມພາຍໃນ 0.030 ມມ - ເປັນພະຍານເຖິງຄໍາສຸພາສິດ, 'ພາດແມ່ນດີເທົ່າກັບໄມ.
ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ: ຈາກຊີວິດປະຈໍາວັນເພື່ອອຸດສາຫະກໍາ
ເຕັກໂນໂລຊີ rotor ຄວາມໄວສູງໄດ້ permeated ພາກສະຫນາມຈໍານວນຫລາຍ:
· ໃນ ຍານພາຫະນະພະລັງງານໃຫມ່ , ມັນເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນແກນຂອງ propulsion (ເຊັ່ນ: ມໍເຕີ Zeekr 001 FR ທີ່ 20,620 rpm) ແລະຖືກນໍາໃຊ້ໃນເຄື່ອງອັດອາກາດຫ້ອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ (100,000+ rpm) ແລະ turbochargers ໄຟຟ້າ.
· ໃນ ເຄື່ອງໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນ , ເຄື່ອງດູດຝຸ່ນລະດັບສູງໃຊ້ມໍເຕີທີ່ບໍ່ມີ brushless 100,000 rpm ທີ່ມີລະດັບສຽງຕ່ໍາກວ່າ 80 decibels.
· ໃນ ອຸປະກອນທາງການແພດ , handpieces ແຂ້ວສາມາດບັນລຸຄວາມໄວ 400,000 rpm ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງພຽງແຕ່ 3-5 ມມ.
ຂະແຫນງອຸດສາຫະກໍາເຫັນເຖິງແມ່ນວ່າການນໍາໃຊ້ທີ່ກວ້າງຂວາງ:
· spindles ຄວາມໄວສູງ (30,000-100,000 rpm) ໃນເຄື່ອງ CNC ເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງຈັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາ.
· ເຄື່ອງອັດ centrifugal ກັບມໍເຕີຂັບໂດຍກົງ (20,000-50,000 rpm) ປັບປຸງປະສິດທິພາບໂດຍ 5-10%.
· ໃນພະລັງງານ, ລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານ flywheel (30,000-60,000 rpm) ບັນລຸປະສິດທິພາບການສາກໄຟ / ປ່ອຍເກີນ 95%, ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເປັນທາງເລືອກໃຫມ່ສໍາລັບລະບຽບການຄວາມຖີ່ຂອງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ.
ການຄາດຄະເນໃນອະນາຄົດ: ໄວກວ່າ, ເຂັ້ມແຂງ, ສະຫຼາດກວ່າ
ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ທັນສະໄຫມແມ່ນການຊຸກຍູ້ໃຫ້ຂໍ້ຈໍາກັດ:
· ອົງປະກອບເສີມດ້ວຍ nanotube ກາກບອນ ສາມາດເພີ່ມຄວາມເຂັ້ມແຂງຂອງແຂນ 50%.
· rotors superconducting ອຸນຫະພູມສູງ ອາດຈະບັນລຸພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກຂອງ 2-3 Tesla (ທຽບກັບ ~ 1 T ໃນການອອກແບບພື້ນເມືອງ).
· 3D-printed, topologically optimized rotors ບັນລຸໄດ້ແລ້ວການຫຼຸດຜ່ອນນ້ໍາ 20% ກັບ 30% ການປັບປຸງຄວາມເຂັ້ມແຂງ.
ເຕັກໂນໂລຊີດິຈິຕອລກຳລັງປົດລັອກຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃໝ່:
· ຄູ່ແຝດດິຈິຕອນ ຈໍາລອງການປະຕິບັດຂອງ rotor ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂຕ່າງໆ.
· ເຊັນເຊີຝັງຕົວ ເຮັດໃຫ້ການກວດສອບສຸຂະພາບໃນເວລາຈິງ.
· AI algorithms ເພີ່ມປະສິດທິພາບການອອກແບບ, ມີກໍລະນີຫນຶ່ງປັບປຸງປະສິດທິພາບໂດຍ 1.2 ເປີເຊັນ.
ຄວາມຍືນຍົງຍັງເປັນຈຸດສຸມ:
· ແມ່ເຫຼັກຖາວອນທີ່ຫາຍາກໃນແຜ່ນດິນໂລກ ຫຼຸດຜ່ອນການຂຶ້ນກັບຊັບພະຍາກອນ.
· ການອອກແບບທີ່ຖອດອອກໄດ້ງ່າຍ ເພີ່ມອັດຕາການຟື້ນຕົວຂອງແມ່ເຫຼັກຖາວອນຈາກ 60% ເປັນ 95%.
· ອົງປະກອບທາງຊີວະພາບທີ່ມີ ຮອຍຕີນກາຄາບອນຕ່ໍາ.
ຈາກໂລຫະແບບດັ້ງເດີມໄປສູ່ເສັ້ນໄຍກາກບອນ, ຈາກລູກປືນກົນຈັກໄປສູ່ແມ່ເຫຼັກ levitation, ການວິວັດທະນາການຂອງ rotor motor ຄວາມໄວສູງແມ່ນປະຫວັດສາດຂ້ຽວຂາດຂອງນະວັດຕະກໍາອຸດສາຫະກໍາ. ເທັກໂນໂລຍີນີ້ສືບຕໍ່ກ້າວໄປຂ້າງໜ້າຢ່າງໄວວາ, ດ້ວຍການນຳໃຊ້ທີ່ອາດມີໃນອະນາຄົດໃນພະລັງງານແຈກຢາຍ, ການສຳຫຼວດອາວະກາດ, ແລະນອກເໜືອໄປຈາກນັ້ນ. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ rotor ຮັກສາຄວາມສົມດຸນໃນຄວາມໄວສູງ, ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຢີຕ້ອງຊອກຫາຄວາມສົມດຸນທີ່ສົມບູນແບບລະຫວ່າງນະວັດຕະກໍາແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ການປະຕິບັດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ການປະຕິບັດການດຸ່ນດ່ຽງນີ້ໃຫ້ຖືກຕ້ອງແມ່ນເປົ້າຫມາຍສຸດທ້າຍສໍາລັບວິສະວະກອນ.
