Introduksjon av rotor av høyhastighetsmotor

EN Høyhastighetsmotorrotor er en kritisk del av en høyhastighetsmotor, som vanligvis legemliggjør en roterende aksel. Den fungerer ved å utnytte den elektriske kraften generert av motoren for å formidle rotasjonsbevegelse til mekaniske enheter. Et avgjørende kjennetegn ved høyhastighetsmotorrotorer er deres høye rotasjonshastighet, og overstiger ofte 10.000 revolusjoner per minutt (RPM).

I den strukturelle utformingen av høyhastighetsmotorrotorer, må det tas betydelig hensyn til faktorer som sentrifugalkraft og påvirkningskraft som oppstår fra høyhastighetsdrift. Dette nødvendiggjør optimalisering av aksial lettvekt, dynamisk balanseringsytelse og slitestyrke. Flere vanlige strukturelle typer høyhastighetsmotorrotorer finnes, inkludert hylse-type, skivetype, magnetisk suspensjonstype og koplanar-type. Valget av strukturell type skal være basert på praktiske behov.

Høyhastighetsmotorer, med liten størrelse, høy effekt-tetthet, direkte forbindelse med høyhastighetsbelastninger, eliminering av tradisjonelle mekaniske hastighetsøkende enheter, redusert systemstøy og forbedret systemoverføringseffektivitet, har brede applikasjonsutsikter i forskjellige felt som høyhastighets slipemaskiner, luftsirkulasjonssystemer, energilagringsflygvul, høyhastighets-kvernsentrifuges-celles-celles-celles-cellers-cellers-cellers-celles-celler-celler-cellers- Kraftproduksjonssystemer som brukes som fly eller strømforsyningsutstyr. De har blitt en av forskningshotellene innen det internasjonale elektrotekniske feltet.

Hovedegenskapene til høyhastighetsmotorer inkluderer høy rotorhastighet, høy statorviklingsstrøm og magnetisk fluksfrekvens i jernkjernen, og høy effekttetthet og tapstetthet. Disse egenskapene krever viktige teknologier og designmetoder som er unike for høyhastighetsmotorer, og skiller dem fra konvensjonelle hastighetsmotorer. Høyhastighetsmotorrotorer roterer vanligvis med hastigheter over 10.000 o / min. Under høyhastighetsrotasjon sliter konvensjonelle laminerte rotorer for å motstå enorme sentrifugalkrefter, noe som nødvendiggjør adopsjonen av spesielle laminerte eller faste rotorstrukturer med høy styrke. For permanente magnetmotorer er rotorstyrkeproblemer enda mer fremtredende siden sintret permanent magnetmaterialer ikke tåler strekkspenning generert ved høyhastighetsrotorrotasjon, noe som krever beskyttende tiltak for de permanente magnetene.

Dessuten resulterer den høye hastighetsfriksjonen mellom rotoren og luftgapet i friksjonstap på rotoroverflaten som er mye større enn i konvensjonelle hastighetsmotorer, noe som utgjør betydelige utfordringer for rotorkjøling. For å sikre tilstrekkelig rotorstyrke, er høyhastighetsmotorrotorer ofte slanke, noe som øker sannsynligheten for å nærme seg kritiske rotasjonshastigheter sammenlignet med konvensjonelle hastighetsmotorer. For å unngå bøyningsresonans, er det avgjørende å nøyaktig forutsi den kritiske rotasjonshastigheten til rotorsystemet.

I tillegg kan konvensjonelle motorlagere ikke pålitelig fungere i høye hastigheter, noe som nødvendiggjør vedtakelsen av høyhastighetsbæringssystemer. Den høyfrekvente vekselstrømmen i viklingen og den magnetiske fluksen i statorjernkjerne av høyhastighetsmotorer genererer betydelige høyfrekvente tilleggstap i motorviklingen, statorjernkjernen og rotoren. Hudeffekt og nærhetseffekt på viklingstap kan vanligvis ignoreres når statorstrømfrekvensen er lav, men i høyfrekvente situasjoner viser statorviklingen betydelig hudeffekt og nærhetseffekt, noe som øker svingete ytterligere tap.

Den høye magnetiske fluksfrekvensen i statorjernkjerne av høyhastighetsmotorer kan ikke forsømme påvirkningen av hudeffekt, og konvensjonelle beregningsmetoder kan føre til betydelige feil. For å beregne stator-jernkjernetapet av høyhastighetsmotorer nøyaktig, er det nødvendig å utforske beregningsmodeller for jerntap under høyfrekvente forhold. Romlige harmonikker forårsaket av stator-slotting og ikke-sinusoidal viklingsfordeling, så vel som nåværende tidsharmonikker generert av PWM strømforsyning, gir alle betydelige virvelstrømstap i rotoren. Det lille rotorvolumet og dårlige kjøleforhold utgjør store vanskeligheter for rotorkjøling. Derfor er nøyaktig beregning av rotorvirvelstrømstap og utforsking av effektive tiltak for å redusere dem avgjørende for pålitelig drift av høyhastighetsmotorer.

Videre utgjør høyfrekvente spenninger eller strømmer utfordringer for kontrollerutformingen av høye kraftige motorer. Høyhastighetsmotorer er mye mindre enn konvensjonelle hastighetsmotorer for tilsvarende kraft, med høy effekttetthet og tapstetthet, samt vanskelig kjøling. Uten spesielle kjølemålinger kan motortemperaturen stige for mye og forkorte svingningslivet. Spesielt for permanente magnetmotorer kan overdreven rotortemperatur føre til irreversibel demagnetisering av permanente magneter.

Høyhastighetsmotorer refererer generelt til motorer med rotasjonshastigheter som overstiger 10.000 o / min eller vanskelighetsverdier (produktet av rotasjonshastighet og kvadratrot av kraft) som overstiger 1 × 10^5. Blant de forskjellige typene motorer som for øyeblikket er tilgjengelige, inkluderer de som oppnår høye hastigheter primært induksjonsmotorer, interiør permanente magnetmotorer, byttet motviljemotorer og noen få utvendige permanente magnetmotorer og klopolemotorer. Rotorkonstruksjonene av høyhastighets induksjonsmotorer er relativt enkle, med lav rotasjons treghet og evnen til å operere i lengre perioder under høye temperaturer og høyhastighetsforhold, noe som gjør dem mye brukt i høyhastighetsapplikasjoner.

Oppsummert er motoriske rotorer med høy hastighet sentrale komponenter som muliggjør høyhastighetsdrift av motorer, preget av deres høye rotasjonshastigheter, spesielle strukturelle design og utfordringer i kjøling og bæresystemer. Med teknologiske fremskritt og industrielle oppgraderinger blir høyhastighetsmotorer i økende grad brukt i felt som elektriske kjøretøyer, luftfart, industriroboter og ren energi, driver utvikling av materialer og teknologier med høy ytelse. Den utbredte bruken av karbonfiberrotorer forbedrer for eksempel motorisk effektivitet og holdbarhet betydelig, og markerer en ny epoke med høyhastighetsmotorteknologi.