Sentrale elementer i motorisk utvikling med høy hastighet

Med den kraftige utviklingen av det globale nye energikjøretøymarkedet, har hastigheten på kjøremotorer vist forbløffende vekst. Fra 18 000 o / min for flere år siden til komfortabelt over 20 000 o / min i dag, representerer dette ikke bare et numerisk gjennombrudd, men også strenge tester av motoriske design og produksjonsteknologier. Denne artikkelen diskuterer flere aspekter av Høyhastighets motorisk utvikling.

01. Valg av Rotorpolparnummer ​

I høyhastighetsmotorer har jerntap blitt en uunngåelig kritisk faktor, spesielt i høyhastighetsområder. Det er en nær sammenheng mellom antall motorstolper og jerntap fordi når motorhastigheten øker, øker også hyppigheten av magnetiske fluksendringer i kjernen, noe som fører til en betydelig økning i jerntap.

For eksempel, i en motor som opererer ved 20 000 o / min, når en 6-polet motor en arbeidsfrekvens på 1000 Hz, mens en 8-polet motor øker denne til 1333 Hz. I henhold til beregningsformelen for jerntap nevnt ovenfor, fører økningen i driftsfrekvens direkte til økt jerntap.

I designtrenden med høyhastighetsmotorer kan vi se en gradvis nedgang i bruken av 8/48 pol-sporet kombinasjoner og en økning i bruken av 6/54 pol-sporet kombinasjoner.

Årsaken til dette skiftet ligger i de nevnte hensynene til jerntap. For å redusere jerntap under høyhastighetsdrift, har designere en tendens til å velge 6/54 pol-sporet kombinasjon for å oppnå bedre elektromagnetisk ytelse og høyere effektivitet.

02. Valg av kjølesystem

For høyhastighets permanente magnetmotorer påvirker temperaturen deres ytelse betydelig. Siden driftspunktet for permanente magneter driver med temperatur, kan altfor høye temperaturer til og med risikere demagnetisering av magnetene. Dessuten begrenser den høye effekttettheten av elektriske motorer i nye energikjøretøyer kjøleoverflaten, noe som gjør design av kjølesystemet avgjørende for å sikre stabil motorisk ytelse.

Når jeg vurderer kjølemetoder, foreslår jeg at du bruker et oljekjølesystem for motorer med hastigheter som overstiger 18.000 o / min. Dette er fordi oppvarmingsproblemer av rotoren blir spesielt fremtredende når hastighetene overstiger 16 000 o / min. I en vannkjølt motor avkjøles statoren først og fremst, mens under høye hastigheter blir det utfordrende å spre rotorvarme effektivt gjennom vannkjøling.

Når det gjelder temperaturovervåking, innebærer strømmotoriske design typisk temperatursensorer inne i statoren. I vannkjølte motorer, på grunn av stabile strømningskanalstrukturer, er temperaturfordelingen av statorviklinger relativt jevn og godt kontrollert. I oljekjølte motorer resulterer imidlertid den større designfleksibiliteten til strømningskanaler i mer merkbare temperaturforskjeller mellom viklinger sammenlignet med vannkjølte motorer. Derfor, når du velger sensorens plassering, er det avgjørende å vurdere områder med høyere viklingstemperaturstigninger for å minimere temperaturforskjellen mellom overvåket temperatur og det høyeste viklingspunktet, noe som gjenspeiler motorens faktiske termiske tilstand.

03. Teknologiske utfordringer med høyhastighetslager

Rotorstøttesystemet er en kjernekomponent i utviklingen av høyhastighetsmotorer, med valg av teknologi som er spesielt kritisk. Foreløpig brukes ofte dype groove -kulelager i motoriske lagre.

I miljøer med høy hastighet står balllagrene overfor alvorlige utfordringer som overoppheting og risikoen for å løpe. Dette fordi når hastigheten øker, øker friksjonen og varmeproduksjonen inne i lagrene kraftig, noe som fører til redusert lagerytelse eller til og med svikt. Derfor er smøring av høyhastighetslager avgjørende.

Etter at motorhastigheter overstiger 18.000 o / min, er en annen viktig grunn til å anbefale oljekjøling smøring. I vannkjølte motorer brukes typisk kulelager for lagre. Under høyhastighetsdrift står imidlertid disse lagrene utfordringer som fettlekkasje og store temperaturforskjeller mellom indre og ytre ringer.

I kontrast kan kulelager av åpen type som brukes i oljekjølesystemer effektivt avkjøle de indre og ytre ringene til lagrene, unngå fettlekkasjproblemer og ha en lavere rullende friksjonskoeffisient. Imidlertid må oppmerksomheten rettes mot utforming av smøreoljebaner for å sikre tilstrekkelig lagring av kjøling. I skulderhullet er den utstående strukturen innebygd for å sikre at kjøleoljestrømningshastigheten er relativt jevn før og etter skulderen.