Соронзон холхивчтой моторууд нь контактгүй ажиллах, элэгдэлд орохгүй, өндөр үр ашигтай зэрэг давуу талтай нь өндөр хурдны компрессор, үлээгч, нисдэг дугуйны эрчим хүч хадгалах зэрэг салбарт уламжлалт моторыг хурдан сольж байна. Гэсэн хэдий ч эргэлтийн хурд нь минутанд хэдэн арван мянга, бүр зуун мянга гаруй эргэлтэнд хүрэх үед роторын найдвартай байдал нь бүтээгдэхүүний амжилтын шийдвэрлэх хүчин зүйл болдог - чичиргээ, хэвийн бус дуу чимээ, соронз салгах, өндөр хурдны эвдрэл зэрэг нь салбарын инженерүүдийг удаан хугацаанд зовоож байсан гурван байнгын асуудал юм. Энэхүү нийтлэл нь үндсэн шалтгаанаас эхэлж, эдгээр асуудлын цаадах физик механизмд дүн шинжилгээ хийж, хамгийн үр дүнтэй шийдэл болох нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн технологийг танилцуулж байна.
1. Чичиргээ ба хэвийн бус дуу чимээ: Үл үзэгдэх 'Бага давтамжийн алуурчин'
1.1 Үзэгдэл ба аюул
Ашиглалтын явцад соронзон холхивчийн мотор заримдаа эргэлтийн хурдаас хамааралгүй хэвийн бус чичиргээ, дуу чимээг харуулдаг. Энгийн эргэдэг машинд тохиолддог тэнцвэргүй чичиргээнээс ялгаатай нь энэ чичиргээ нь хурдны түвшинд нөлөөлдөггүй; Энэ нь тогтвортой хурдтай байсан ч гэсэн хэвээр байна. Ийм чичиргээнд удаан хугацаагаар өртөх нь холхивч болон бүтцийн эд ангиудын ядаргаа гэмтлийг түргэсгэхээс гадна цочроох дуу чимээ үүсгэж, төхөөрөмжийн найдвартай байдал, хэрэглэгчийн туршлагад ноцтой нөлөөлдөг.
1.2 Үндсэн шалтгааны шинжилгээ
Судалгаанаас харахад бага давтамжийн чичиргээ Соронзон хөдөлгүүрийн ротор нь хаалттай хүрд хяналтын системийн байгалийн давтамжаар тодорхойлогддог бөгөөд гадны дуу чимээгээр өдөөгддөг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь цэвэр механик асуудал биш, харин хяналтын систем ба механик бүтэц хоорондын холболтын үзэгдэл юм.
Тодруулбал, дараах хүчин зүйлүүд нь бага давтамжийн чичиргээг өдөөж болно.
Роторын тэнцвэргүй байдал : боловсруулалт, угсралтын алдаанаас үүссэн массын төвөөс офсет;
Холхивчийн зай : соронзон холхивчийн хяналтын параметрүүд болон роторын динамик шинж чанаруудын хооронд үл нийцэх байдал;
Удирдлагын систем дэх завсрын холбоосууд : дохио хүлээн авах, боловсруулах, гаргахад саатал ба шугаман бус байдал.
1.3 Шийдэл
Бага давтамжийн чичиргээний хувьд үндсэн техникийн аргууд нь:
(1) Динамик тэнцвэржүүлэх залруулга : роторыг засахын тулд өндөр нарийвчлалтай тэнцвэржүүлэгч төхөөрөмжийг ашиглан тэнцвэргүй байдлыг зөвшөөрөгдөх хязгаарт хүргэхийн тулд сөрөг жинг нэмж эсвэл арилгана.
(2) Хяналтын алгоритмын оновчлол : Судлаачид муж улсын ажиглагчид дээр үндэслэн чичиргээний нөхөн олговрын стратегийг санал болгосон. Туршилтын үр дүнгээс харахад ижил цагаан дуу чимээний өдөөлтийн дор компенсатортой роторын хамгийн их чичиргээ нь зөвхөн PID удирдлагатай харьцуулахад ойролцоогоор 21% -иар буурсан байна; 30,000 эрг / мин үед роторын хамгийн их чичиргээ 26.6% -иар буурдаг.
(3) Бүтцийн оновчлол : Роторын системийн хөшүүн чанар, чийгшүүлэх шинж чанарыг сайжруулахын тулд роторын бүтцийн дизайныг оновчтой болгох.
2. Соронзны салалт: Өндөр хурдны 'Төвөөс зугтах өвдөлт'
2.1 Үзэгдэл ба аюул
Соронзон салгах нь байнгын соронзон моторын хамгийн ноцтой эвдрэлүүдийн нэг юм. Хэдэн арван мянган эрг / мин хурдтай үед соронз дээрх төвөөс зугтах хүч өөрийн жингээс хэдэн мянга дахин их хүрч чаддаг. Роторын гадаргуугаас соронз салсны дараа хөдөлгүүрийн гүйцэтгэл огцом буурдаг; Хамгийн муу тохиолдолд энэ нь роторын гацах, статорын цооногийн оноо болон бусад гамшгийн үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм.
2.2 Үндсэн шалтгааны шинжилгээ
Соронзон салгах, ирмэгийг өргөх нь таван үндсэн хүчин зүйлтэй холбоотой байж болно.
(1) Хүчин чадал хангалтгүй : цавууны зүсэлтийн хүч нь соронз дээрх төвөөс зугтах эсвэл цохилтын хүчнээс бага тул холбоосыг барьж чадахгүй.
(2) Өндөр ба бага температурт гэмтэл : цавуу нь бага температурт хэврэг болдог эсвэл өндөр температурт бүтэлгүйтэж, наалдамхай чанарыг эрс бууруулдаг. Энгийн цавуу нь ихэвчлэн 120 ° C орчим ажиллах температуртай байдаг бол моторын дотоод температурын өсөлт нь ихэвчлэн энэ хязгаараас давдаг.
(3) Дулааны тэлэлтийн коэффициентүүдийн тохиромжгүй байдал : соронзон (жишээ нь, NdFeB) болон роторын материал (жишээ нь, хөнгөн цагааны хайлш) хоорондын дулааны тэлэлтийн зөрүү их байх ба температурын өөрчлөлт нь наалдамхай давхаргыг хагарах дотоод стрессийг өдөөдөг.
(4) Өндөр давтамжийн чичиргээ : урт хугацааны өндөр давтамжийн чичиргээ нь наалдамхай давхаргыг тасралтгүй дарж, ядаргааны эвдрэлийг хурдасгадаг.
(5) Хүрээлэн буй орчны зэврэлт : чийг, дулаан, давс цацах зэрэг нь наалдамхай давхаргад халдаж, холбоосыг сулруулдаг.
Үүнээс гадна, соронзыг буруу сегментчилсэн загвар нь асуудлыг улам хүндрүүлнэ. Нэг соронзны сегмент нь ротортой харьцах хэт том талбайтай бол гадна талд нь карбон файбер ороох нь соронзыг амархан хагардаг; ороомгийн үед хагардаггүй байсан ч зарим үйл ажиллагааны дараа хагарч болно.
2.3 Шийдэл
(1) Наалдамхай холбох процессыг оновчтой болгох : өндөр хүчин чадалтай бүтцийн цавууг сонгох, наалдамхай гадаргуугийн цэвэр байдлыг хангах, хатуурах нөхцлийг хатуу хянах.
(2) Соронзон сегментчлэлийн загвар : Соронзыг хэвтээ чиглэлийн дагуу жижиг хэсгүүдэд хувааж, хэсэг бүрийн талбайг багасгаж, хагарах эрсдэлийг бууруулна.
(3) Физик хязгаарлалтыг бэхжүүлэх - энэ бол хамгийн үндсэн шийдэл юм: төвөөс зугтах хүчний эсрэг бие махбодийн хязгаарлалтыг хангахын тулд соронзны гадна талд өндөр бат бэх ханцуйвч нэмнэ. Карбон файбер ороомог нь одоогоор хамгийн сайн арматурын арга гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөн.
3. Өндөр хурдны эвдрэл: Ротор 'Барьж чадахгүй' үед
3.1 Үзэгдэл ба аюул
Хөдөлгүүрийн хурд нь роторын бүтцийн хязгаарт ойртох эсвэл хэтрэх үед ротор нь сүйрлийн гэмтэлтэй тулгардаг. Ердийн илрэлүүд нь роторын хэв гажилт, байнгын соронзны хуваагдал, ханцуйны хагарал, роторын уналт зэрэг орно. Өндөр хурдны эвдрэл гарсан тохиолдолд зөвхөн тоног төхөөрөмжийг устгаад зогсохгүй аюулгүй байдлын ноцтой осолд хүргэж болзошгүй юм.
3.2 Үндсэн шалтгааны шинжилгээ
Өндөр хурдны эвдрэлийн үндсэн шалтгаан нь төвөөс зугтах хүч ба материалын бат бэх хоорондын зөрчил юм.
NdFeB байнгын соронзыг жишээ болгон авч үзье. Хэдийгээр тэдгээр нь маш өндөр соронзон энергийн бүтээгдэхүүн, албадмал чадвартай тул тэдгээрийг өнөөгийн хамгийн сайн гүйцэтгэлтэй байнгын соронзон материал болгож байгаа ч суналтын бат бэх бага (<80 МПа) бөгөөд дулааны тогтвортой байдал муу, температурт мэдрэмтгий байдаг. Хэдэн арван мянган эрг / мин хурдтай үед байнгын соронз дээрх төвөөс зугтах ачаалал нь өөрийн хүч чадлын хязгаараас хамаагүй давж гардаг тул хамгаалахад гадна ханцуйвч зайлшгүй шаардлагатай.
Уламжлалт шийдэл нь соронзон бус металл ханцуйг (Inconel 718 эсвэл титан хайлш гэх мэт) ашиглах явдал юм. Гэсэн хэдий ч металл ханцуйвч нь үхлийн аюултай сул талтай байдаг: эргэлтийн урсгалын алдагдал . Ханцуйвчийн дамжуулах чанар өндөр байх тусам эргүүлэг гүйдэл ихсэх ба эргэлтийн гүйдлийн алдагдал төдий чинээ ноцтой бөгөөд энэ нь роторын температурыг огцом өсгөж, байнгын соронзыг соронзгүйжүүлэх эрсдлийг улам хүндрүүлдэг.
3.3 Шийдэл
Карбон файбер нийлмэл ханцуйг одоогоор хамгийн сайн шийдэл гэж хүлээн зөвшөөрч байна.
Нүүрстөрөгчийн файбер ханцуйны давуу талууд нь:
Дамжуулах чадвар бага : тэдгээр нь эргэлдэх гүйдлийн алдагдлыг бараг үүсгэдэггүй бөгөөд энэ нь роторын температурын хамгийн бага өсөлтөд хүргэдэг;
Өндөр бат бэх : карбон файберын өвөрмөц хүч нь металлынхаас хамаагүй өндөр бөгөөд хөнгөн жинтэй илүү бат бөх бэхэлгээ өгдөг;
Өндөр модуль : давирхайн материал ба ороомгийн процессыг оновчтой болгосноор уян хатан модулийг уламжлалт 130-160 ГПа-аас 200 ГПа хүртэл нэмэгдүүлэх боломжтой.
4. Эцсийн шийдэл: Нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн технологи
Чичиргээний дуу чимээ, соронз салгах, өндөр хурдны эвдрэл зэрэг гурван том асуудлыг нэгэн зэрэг шийдвэрлэхийн тулд карбон файбер ороомог нь зайлшгүй чухал технологи юм. Үүний зарчим нь өндөр бат бэхийн карбон файбер нийлмэл материалыг байнгын соронзны эргэн тойронд ороож, өндөр хурдны эргэлтээс үүсэх төвөөс зугтах хүчний эсрэг тасралтгүй радиаль хязгаарлалтыг хангадаг роторын дээгүүр нягт 'хуяг' үүсгэх явдал юм.
4.1 Хоёр үндсэн үйл явц
Одоогийн байдлаар карбон файбер роторыг үйлдвэрлэх хоёр үндсэн арга байдаг.
Дарах арга : эхлээд карбон файбер ханцуйг хийж, дараа нь ротор дээр дарах эсвэл агшаагчийг ашиглана. Агшилтын үед роторыг -190 ° C хүртэл хөргөж, ханцуйвчийг тэнхлэгийн дагуу маш бага хүчээр суурилуулж болно. Хэвлэлээр холбох арга нь харьцангуй боловсронгуй боловч хөндлөнгийн тохируулгад маш нарийн хяналт шаарддаг - хэт их хөндлөнгийн оролцоо нь соронзыг хагарах боловч хэт бага нь хангалтгүй хязгаарлалтыг өгдөг.
Шууд ороомгийн арга : карбон файберыг байнгын соронзон гадаргуу дээр шууд ороож, дараа нь хатаана. Энэ арга нь ороомгийн хурцадмал байдал, хатууруулах температур, давхарга хоорондын холболт болон бусад процессын параметрүүдэд маш хатуу хяналт шаарддаг боловч энэ нь илүү жигд өмнөх ачаалал, илүү их материалын ашиглалтыг бий болгож чадна.
4.2 Техникийн гол бэрхшээлүүд
(1) Урьдчилан стрессийн хяналт : ороомгийн үед тохирох анхны хурцадмал байдлыг ашиглах ёстой бөгөөд ингэснээр карбон файбер нь хатуурсны дараа соронз дээр тасралтгүй урьдчилан шахалт үзүүлэх болно. Хэт их хурцадмал байдал нь соронзыг хагарах боломжтой, харин хангалтгүй хурцадмал байдал нь хангалттай хязгаарлалтыг хангаж чадахгүй.
(2) Дулааны тохируулга : Карбон файбер нийлмэл материал, байнгын соронз, босоо амны материалын дулааны тэлэлтийн коэффициентийг температурын өөрчлөлтөөс үүдэлтэй хэт их дотоод стрессээс зайлсхийхийн тулд нарийн тааруулах шаардлагатай.
(3) Стрессийн шинжилгээ: роторын бүтцийн хүчдэл ба хэв гажилтыг үнэн зөв шинжлэх, ороомгийн давхаргын оновчтой зузаан, өнцөг, процессын параметрүүдийг тодорхойлохын тулд төгсгөлийн элементийн шинжилгээний програм хангамжийг (жишээлбэл, MSC Patran/Nastran) ашиглах ёстой.
Судалгаанаас харахад нүүрстөрөгчийн шилэн арматурын цагираг бүхий Соронзон хөдөлгүүрийн ротор нь 72,000 эрг / мин өндөр хурдтай хүч чадал, хэв гажилтын шаардлагыг хангаж чадна.
5. SDM-ийн нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн процесс
Соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын роторын нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн чиглэлээр SDM нь үндсэн технологийг эзэмшсэн дотоодын цөөн хэдэн компаниудын нэг юм.
Соронзон холхивч / өндөр хурдны моторын роторын салбарт SDM-ийн карбон файбер ороомгийн процесс нь дараахь гайхалтай шинж чанаруудтай.
(1) Бүрэн гинжин үйлдвэрлэлийн чадвар : Тус компани нь соронзон материалаас (зөөлөн соронзон + хатуу соронзон) моторын статор/роторын бүрэлдэхүүн хэсгүүд, дараа нь мэдрэгч микромоторын системүүдийг шийдвэрлэх хүртэл нэг цэгийн бүрэн гинжин үйлдвэрлэлийн чадвартай. Энэ нь соронзон сонголт, роторын дизайнаас эхлээд карбон файбер ороомог, эцсийн туршилт хүртэл бүх зүйлийг дотооддоо хийж, маш өндөр чанарын хяналтыг хангадаг гэсэн үг юм.
(2) Дөрөв дэх үеийн ховор газрын байнгын соронзны R&D : Тус компани нь нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн илүү сайн соронзон субстратаар хангадаг дөрөв дэх үеийн ховор газрын байнгын соронзон материалыг хөгжүүлэхэд тасралтгүй хөрөнгө оруулалт хийдэг. Соронзны чанар нь суналтын бат бэх, дулааны тогтвортой байдал, хэмжээсийн нарийвчлал зэрэг нь карбон файбер ороомгийн эцсийн гүйцэтгэлийг шууд тодорхойлдог.
(3) Нарийвчлалтай боловсруулах чадвар : компани нь ротор ба ханцуйны хэмжээсийн нарийвчлалыг хангахын тулд CNC цилиндр нунтаглах зэрэг нарийн боловсруулалтын процессыг ашигладаг. Нүүрстөрөгчийн шилэн ороомог нь роторын субстратын туйлын өндөр дугуй, коаксиаль байдлыг шаарддаг; Боловсруулалтын аливаа бага зэргийн алдаа нь өндөр хурдтай байх болно.
(4) Соронзон сегментчлэлийн оновчтой загвар : SDM нь карбон файбер ороомгийн шинж чанарыг бүрэн харгалзан соронзны сегментүүдийг зохион бүтээж, хангалттай соронзон гүйцэтгэлийг хангахын тулд соронзыг оновчтой сегментчилж, хэт том бие даасан соронзны хэсгүүдээс үүсэх хагарал үүсэх эрсдэлээс зайлсхийдэг - энэхүү дизайны арга нь ороомгийн процессын өвдөлтийн цэгүүдийг шууд шийддэг.
(5) Ороомгийн процесс ба материалын синергетик оновчлол : давирхайн материалын талаар тасралтгүй судалгаа хийж, ороомгийн процессыг оновчтой болгосноор компани нь карбон файбер нийлмэл материалын уян хатан модулийг тогтвортой нэмэгдүүлж, эргүүлэг гүйдлийн алдагдлыг багасгаж, бат бөх чанарыг баталгаажуулж, улмаар металл ханцуйтай холбоотой температурын хэт өсөлтийн асуудлыг үндсээр нь шийдэж байна.
Дүгнэлт
чичиргээний чимээ, соронз салалт, өндөр хурдны эвдрэл Соронзон хөдөлгүүрийн роторын нь үндсэндээ төвөөс зугтах хүч ба өндөр эргэлтийн хурдтай материал, бүтэц, хяналтын системүүдийн хоорондын зөрчилдөөний илрэл юм. Нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн технологи нь хүчтэй, алдагдал багатай физик хязгаарлалтыг бий болгосноор эдгээр гурван том сорилтыг даван туулах оновчтой шийдэл болсон.
Соронзон материалын салбарт 16 жилийн туршлагатай, бүрэн гинжин хэлхээ үйлдвэрлэх чадвартай, дөрөв дэх үеийн газрын ховор соронзны R&D хүч чадал, цэвэршүүлсэн нүүрстөрөгчийн шилэн ороомгийн процесс бүхий SDM нь соронзон холхивч / өндөр хурдны моторуудад улам бүр найдвартай роторын шийдлүүдийг хангаж байна. Цаашид нүүрстөрөгчийн шилэн материал, ороомгийн технологийн дэвшлийн үр дүнд соронзон холхивчийн моторын хурдны хязгаар, найдвартай байдал улам бүр нэмэгдэх болно.
