Wraz z energicznym rozwojem globalnego rynku nowych pojazdów energetycznych szybkość napędzania silników wykazała zadziwiający wzrost. Od 18 000 obr./min kilka lat temu do dziś wygodnie przekraczające 20 000 obr./min, stanowi to nie tylko przełom numeryczny, ale także rygorystyczne testy projektowania motorycznego i technologii produkcyjnych. W tym artykule omówiono kilka aspektów szybki rozwój motoryczny.
W silnikach szybkich utrata żelaza stała się nieuniknionym czynnikiem krytycznym, szczególnie w zakresie dużych prędkości. Istnieje bliski związek między liczbą biegunów motorycznych a utratą żelaza, ponieważ wraz ze wzrostem prędkości motorycznej zwiększa się również częstotliwość zmian strumienia magnetycznego w rdzeniu, co prowadzi do znacznego wzrostu utraty żelaza.
Na przykład w silniku działającym przy 20 000 obr./min silnik 6 biegunowy osiąga częstotliwość roboczą 1000 Hz, podczas gdy silnik 8 biegunowy zwiększa to do 1333 Hz. Zgodnie z wzorem obliczeniowym wspomnianym powyżej utraty żelaza wzrost częstotliwości roboczej bezpośrednio prowadzi do zwiększonej utraty żelaza.
W trendzie projektowym silników szybkich widzimy stopniowe zmniejszenie stosowania kombinacji bieguna 8/48 i wzrostu wykorzystania kombinacji szkiełkowania 6/54.
Przyczyną tej zmiany jest wyżej wymienione rozważania dotyczące utraty żelaza. Aby zmniejszyć utratę żelaza podczas operacji szybkiej, projektanci mają tendencję do wybierania kombinacji szkiełkowania 6/54, aby osiągnąć lepszą wydajność elektromagnetyczną i wyższą wydajność.
02. Wybór systemu chłodzenia
W przypadku szybkich silników magnesu stałego temperatura znacząco wpływa na ich wydajność. Ponieważ punkt pracy stałych magnesów dryfuje w temperaturze, nadmiernie wysokie temperatury mogą nawet ryzykować demagnetyzację magnesów. Ponadto wysoka gęstość mocy silników elektrycznych w nowych pojazdach energetycznych ogranicza powierzchnię chłodzenia, dzięki czemu projekt systemu chłodzenia jest kluczowy dla zapewnienia stabilnej wydajności silnika.
Rozważając metody chłodzenia, sugeruję zastosowanie systemu chłodzenia oleju dla silników o prędkościach przekraczających 18 000 obr / min. Wynika to z faktu, że problemy z ogrzewaniem wirnika stają się szczególnie widoczne, gdy prędkości przekraczają 16 000 obr / min. W silniku chłodzonym wodą stojan jest przede wszystkim chłodzony, podczas gdy przy dużych prędkościach skutecznie rozprasza ciepło wirnika przez chłodzenie wody staje się trudne.
Jeśli chodzi o monitorowanie temperatury, prądowe projekty silników zwykle osadzają czujniki temperatury wewnątrz stojana. W silnikach chłodzonych wodą, ze względu na stabilne struktury kanału przepływowego, rozkład temperatury uzwojeń stojana jest stosunkowo jednolity i dobrze kontrolowany. Jednak w silnikach chłodzonych olejem większa elastyczność projektowania kanałów przepływowych powoduje bardziej zauważalne różnice temperatury między uzwojeniami w porównaniu z silnikami chłodzonymi wodą. Dlatego przy wyborze lokalizacji czujnika kluczowe jest rozważenie obszarów o wyższej temperaturze uzwojenia, aby zminimalizować różnicę temperatur między monitorowaną temperaturą a najwyższym punktem uzwojenia, dokładnie odzwierciedlając rzeczywisty stan termiczny silnika.
03. Wyzwania technologiczne łożyska szybkich
System wsparcia wirnika jest podstawowym elementem rozwoju silników szybkich, przy czym wybór technologii łożysk jest szczególnie krytyczny. Obecnie łożyska kulki głębokiego groove są powszechnie stosowane w łożyskach motorycznych.
W środowiskach szybkich łożyska kulkowe stoją przed poważnymi wyzwaniami, takimi jak przegrzanie i ryzyko biegu. Wynika to z faktu, że wraz ze wzrostem prędkości tarcie i wytwarzanie ciepła w łożyskach również gwałtownie wzrastają, co prowadzi do zmniejszonej wydajności łożyska, a nawet awarii. Dlatego kluczowe jest smarowanie łożysk o dużym prędkości.
Po tym, jak prędkości silnika przekraczają 18 000 obr./min, kolejnym ważnym powodem zalecania chłodzenia oleju jest smarowanie. W silnikach chłodzonych wodą samozwańcze łożyska kulowe są zwykle używane do łożysk. Jednak podczas operacji szybkiej łożyska te stoją przed wyzwaniami, takimi jak wyciek tłuszczu i duże różnice w temperaturze między pierścieniami wewnętrznymi i zewnętrznymi.
Natomiast łożyska kulkowe typu otwartym stosowane w systemach chłodzenia oleju mogą skutecznie chłodzić wewnętrzne i zewnętrzne pierścienie łożysk, unikając problemów z wyciekiem tłuszczu i o niższym współczynniku tarcia. Należy jednak zwrócić uwagę na projekt ścieżek oleju smarowania, aby zapewnić odpowiednie chłodzenie łożyska. W otworze na barku wystająca konstrukcja jest osadzona, aby zapewnić, że prędkość przepływu oleju chłodzącego jest stosunkowo jednolita przed i po ramieniu.
SDM Magnetics jest jednym z najbardziej zintegrowanych producentów magnesów w Chinach. Główne produkty: magnes stały, magnesy neodymowe, stojan silnikowy i wirnik, rozdzielczość czujnika i zespoły magnetyczne.
Dodać
108 North Shixin Road, Hangzhou, Zhejiang 311200 Prchina
