Viktigheten av rotordesign i høyhastighets børsteløse motorer

Høyhastighets børsteløs motorrotor fungerer vanligvis i hastigheter fra 20.000 til 100.000 o / min. Utformingen av høyhastighetsmotorer skiller seg betydelig fra konvensjonell lavhastighets, lavfrekvente motorer. En dynamisk analyse av rotor- og lagersystemene er avgjørende for den operative påliteligheten til høyhastighetsmotorer.

Utformingen av rotoren er nøkkelen i høyhastighets børsteløs motorisk design, med hovedhensyn, inkludert: valg av rotortiameter og lengde, valg av permanente magnetmaterialer og beskyttelsesmetoder som brukes (ettersom de permanente magnetene ikke tåler de enorme sentrifugale kreftene som oppstår i høye hastigheter og må være skjermet med høye strengmaterialer). Dette innebærer analyse av rotorkraft og stivhet og utforming av lagre (siden høyhastighets børsteløse motorer ikke kan bruke standardlagre og i stedet må bruke ikke-kontakttyper som luft eller magnetiske lagre).

For høyhastighets børsteløse motorer, må utformingen av den permanente magnetrotoren vurdere både elektromagnetiske og mekaniske aspekter. Dette betyr at den permanente magnetrotoren må gi et tilstrekkelig sterkt rotasjonsmagnetfelt for statorviklingene, samtidig som de også er i stand til å motstå de enorme sentrifugalkreftene generert ved høyhastighetsrotasjon.

Høyhastighet børsteløse motorer har vanligvis færre stolper, vanligvis ved bruk av 2 eller 4 poler. En 2-polet motor letter bruken av en solid struktur for de permanente magnetene for å sikre mekanisk og elektromagnetisk symmetri. Videre er magnetfeltet til statorkjernen og viklingsstrømmen og frekvensen av en 2-polet motor bare halvparten av en 4-polet motor, noe som bidrar til å redusere jern- og kobbertapet i motorstatoren. En stor ulempe med 2-polet motorer er imidlertid at statorviklingene er lengre og krever et større stator-kjerneområde.

Valget av Permanente magnetmaterialer i høyhastighets børsteløse motorer påvirker motorens størrelse og ytelse betydelig. Når du velger permanente magnetmaterialer, inkluderer hensynet:

1. For å forbedre motorens krafttetthet og effektivitet, bør materialer med høy gjenværende flukstetthet, tvang og magnetisk energiprodukt velges.

2. Demagnetiseringskurven til det permanente magnetmaterialet skal lineært endre seg innenfor det tillatte driftstemperaturområdet. For å sikre at driftstemperaturen til den permanente magnetrotoren ikke overstiger demagnetiseringstemperaturen til magneten, bør høytemperaturresistente permanente magnetmaterialer brukes.

Gitt de enorme sentrifugalkreftene som høyhastighets børsteløse motoriske permanente magnetrotorer må tåle, er de mekaniske egenskapene til magnetmaterialene også kritiske. Tatt i betraktning de tekniske kravene og materialkostnadene, blir sintret neodym -jernbor, en type pulvermetallurgi permanent magnetmateriale, brukes ofte. Beskyttelsesmetoder for disse magnetene inkluderer tilsetning av en høy styrke, ikke-magnetisk beskyttende foringsrør utenfor magneten, montert tett over den. En annen beskyttelsesmetode innebærer å bruke karbonfiberbånd for å sikre magnetene.