Struktur pemutar motor berkelajuan tinggi dan ciri reka bentuk (reka bentuk stator, pelbagai jenis reka bentuk struktur pemutar)

Pemutar motor berkelajuan tinggi mempunyai ciri-ciri saiz kecil, ketumpatan kuasa tinggi, sambungan langsung dengan beban berkelajuan tinggi, menghapuskan peranti pecutan mekanikal tradisional, mengurangkan bunyi sistem dan meningkatkan kecekapan penghantaran sistem, dan lain-lain. Peralatan bekalan untuk pesawat atau kapal, dan telah menjadi salah satu titik panas penyelidikan dalam bidang elektrik antarabangsa.

Ciri-ciri utama motor berkelajuan tinggi adalah kelajuan pemutar yang tinggi, kekerapan penggulungan semasa dan kekerapan fluks magnet yang tinggi di teras, ketumpatan kuasa tinggi dan ketumpatan kehilangan. Ciri-ciri ini menentukan bahawa teknologi utama dan kaedah reka bentuk motor berkelajuan tinggi adalah berbeza daripada motor kelajuan malar.

Kelajuan pemutar motor berkelajuan tinggi biasanya lebih tinggi daripada 10 000 r/min. Apabila berputar pada kelajuan tinggi, pemutar berlapis konvensional tidak dapat menahan daya sentrifugal yang besar, jadi struktur pemutar laminated tinggi atau pepejal yang tinggi perlu digunakan. Untuk motor magnet kekal, masalah kekuatan pemutar lebih menonjol, kerana bahan magnet kekal sintered tidak dapat menahan tegangan tegangan yang dihasilkan oleh putaran berkelajuan tinggi pemutar, dan langkah-langkah perlindungan mesti diambil untuk magnet tetap. Geseran kelajuan tinggi antara pemutar dan jurang udara menyebabkan kehilangan geseran yang lebih besar pada permukaan pemutar daripada motor kelajuan malar, yang membawa kesukaran yang besar kepada pelesapan haba pemutar. Untuk memastikan bahawa pemutar mempunyai kekuatan yang mencukupi, pemutar motor berkelajuan tinggi kebanyakannya langsing, jadi berbanding dengan motor kelajuan malar, kemungkinan sistem pemutar menghampiri kelajuan kritikal motor berkelajuan tinggi sangat meningkat. Galas motor biasa tidak boleh beroperasi dengan pasti pada kelajuan tinggi, dan sistem galas berkelajuan tinggi mesti digunakan.

Kekerapan penggalak yang tinggi penggulungan arus dan fluks magnet dalam teras motor berkelajuan tinggi akan menghasilkan kekerapan tinggi yang besar kehilangan tambahan dalam penggulungan motor, teras stator dan pemutar. Apabila kekerapan semasa stator adalah rendah, kesan kesan kulit dan kesan kedekatan pada kehilangan penggulungan boleh diabaikan, tetapi pada frekuensi tinggi, penggulungan stator akan menghasilkan kesan kulit yang jelas dan kesan kedekatan, dan meningkatkan kehilangan tambahan penggulungan. Kekerapan fluks magnet dalam teras stator motor berkelajuan tinggi adalah tinggi, pengaruh kesan kulit tidak dapat diabaikan, dan kaedah pengiraan konvensional akan membawa kesilapan yang besar. Untuk mengira dengan tepat kehilangan teras stator motor berkelajuan tinggi, adalah perlu untuk meneroka model pengiraan kehilangan besi di bawah keadaan frekuensi tinggi. Harmonik ruang yang disebabkan oleh slot stator dan pengedaran bukan sinusoidal, serta harmonik semasa dan masa yang dihasilkan oleh bekalan kuasa PWM, akan menghasilkan kehilangan semasa eddy besar dalam pemutar. Oleh kerana saiz kecil pemutar dan keadaan penyejukan yang lemah, ia akan membawa kesukaran yang besar kepada pelesapan haba pemutar. Oleh itu, pengiraan yang tepat mengenai kerugian semasa eddy rotor dan penerokaan langkah -langkah yang berkesan untuk mengurangkan kerugian semasa eddy pemutar akan dibincangkan. Ia amat penting untuk operasi motor berkelajuan tinggi yang boleh dipercayai. Pada masa yang sama, voltan kekerapan tinggi atau arus juga membawa cabaran kepada reka bentuk pengawal motor berkelajuan tinggi kuasa tinggi.

Kelantangan motor berkelajuan tinggi jauh lebih kecil daripada motor kelajuan yang tetap dengan kuasa yang sama, bukan sahaja ketumpatan kuasa dan ketumpatan kehilangan adalah besar, tetapi juga pelesapan haba adalah sukar, jika langkah-langkah pelesapan haba khas tidak digunakan, kenaikan suhu motor akan terlalu tinggi, dengan itu adalah magnet yang masih ada. Demagnetisasi yang tidak dapat dipulihkan. Sistem penyejukan yang direka dengan baik dapat mengurangkan kenaikan suhu pemutar tetap, yang merupakan kunci kepada operasi stabil jangka panjang motor kelajuan tinggi.

Sebagai kesimpulan, terdapat banyak masalah utama dalam kekuatan pemutar, dinamik sistem pemutar, reka bentuk elektromagnet, reka bentuk sistem penyejukan dan pengiraan kenaikan suhu, galas kelajuan tinggi dan pembangunan pengawal yang tidak terdapat dalam motor konvensional. Oleh itu, reka bentuk motor berkelajuan tinggi adalah proses reka bentuk yang komprehensif bagi pelbagai lelaran bidang fizikal seperti medan elektromagnet, kekuatan pemutar, dinamik pemutar, medan bendalir dan medan suhu. Pada masa ini, jenis motor utama yang digunakan dalam medan berkelajuan tinggi adalah motor induksi, motor magnet kekal, motor keengganan beralih dan motor tiang cakar, dan setiap jenis motor mempunyai topologi yang berbeza.

Makalah ini menganalisis status pembangunan pelbagai jenis motor berkelajuan tinggi di rumah dan di luar negara, dan meringkaskan indeks had pelbagai jenis motor berkelajuan tinggi. Ciri-ciri struktur dan reka bentuk motor berkelajuan tinggi dianalisis secara terperinci, termasuk reka bentuk stator, reka bentuk struktur pemutar, analisis dinamik sistem pemutar, pemilihan dan reka bentuk sistem penyejukan, dan lain-lain. Pada akhirnya, masalah utama yang dihadapi perkembangan motor berkelajuan tinggi dianalisis, dan trend pembangunan dan prospek motor berkelajuan tinggi adalah prospek.