Ключевые элементы в высокоскоростной моторной разработке

Благодаря энергичному развитию глобального рынка новых энергетических транспортных средств скорость вождения двигателей продемонстрировала удивительный рост. От 18 000 об / мин несколько лет назад до комфорта, превышающего 20 000 об / мин сегодня, это представляет собой не только числовой прорыв, но и тщательные испытания технологий моторного проектирования и производства. В этой статье обсуждаются несколько аспектов Высокоскоростная моторная разработка.

01. Выбор ротора Номер пары полюсов

В высокоскоростных двигателях потеря железа стала неизбежным критическим фактором, особенно в высокоскоростных диапазонах. Существует тесная связь между количеством моторных полюсов и потерей железа, поскольку с увеличением скорости двигателя частота изменений магнитного потока в сердечнике также увеличивается, что приводит к значительному увеличению потери железа.

Например, в двигателе, работающем при 20 000 об / мин, двигатель с 6 полюсами достигает рабочей частоты 1000 Гц, в то время как 8-полюсный двигатель увеличивает это до 1333 Гц. В соответствии с формулой расчета потери железа, упомянутой выше, увеличение рабочей частоты непосредственно приводит к увеличению потери железа.

В тенденции проектирования высокоскоростных двигателей мы можем увидеть постепенное снижение использования комбинаций 8/48 полюсов и увеличения использования комбинаций 6/54 полюса.

Причина этого сдвига заключается в вышеупомянутых соображениях потери железа. Чтобы уменьшить потерю железа во время высокоскоростной работы, дизайнеры, как правило, выбирают комбинацию 6/54 полюса для достижения лучших электромагнитных характеристик и повышения эффективности.

02. Выбор системы охлаждения

Для высокоскоростных постоянных магнитных двигателей температура значительно влияет на их производительность. Поскольку эксплуатационная точка постоянных магнитов дрейфует с температурой, чрезмерно высокие температуры могут даже рисковать размагничиванием магнитов. Кроме того, высокая плотность мощности электродвигателей в новых энергетических транспортных средствах ограничивает площадь охлаждения поверхности, что делает проектирование системы охлаждения решающей для обеспечения стабильных производительности двигателя.

При рассмотрении методов охлаждения я предлагаю использовать систему масляного охлаждения для двигателей со скоростью, превышающими 18 000 об / мин. Это связано с тем, что проблемы с нагреванием ротора становятся особенно заметными, когда скорость превышает 16 000 об / мин. В двигателе с водяным охлаждением статор в основном охлаждается, тогда как на высоких скоростях эффективно рассеивание тепла ротора с помощью водяного охлаждения становится сложной.

Что касается температурного мониторинга, тока моторных конструкций обычно встраивает датчики температуры в статор. В двигателях с водяным охлаждением, из-за стабильных конструкций канала потока, распределение температуры обмотков статора относительно однородное и управляемое. Тем не менее, в двигателях с масляным охлаждением более высокая гибкость каналов потока приводит к более заметным температурным различиям между обмотками по сравнению с двигателями с водой. Следовательно, при выборе местоположения датчика крайне важно учитывать области с повышением температуры обмотки, чтобы минимизировать разницу температуры между контролируемой температурой и самой высокой точкой обмотки, что точно отражает фактическое тепловое состояние двигателя.

03. Технологические проблемы высокоскоростных подшипников

Система поддержки ротора является основным компонентом в разработке высокоскоростных двигателей, причем выбор технологии подшипника является особенно важным. В настоящее время подшипники глубоких шариков обычно используются в моторных подшипниках.

В высокоскоростных условиях подшипники шарика сталкиваются с серьезными проблемами, такими как перегрев и риск работы. Это связано с тем, что по мере увеличения скорости трение и генерация тепла внутри подшипников также резко увеличиваются, что приводит к снижению производительности подшипника или даже отказа. Следовательно, смазка высокоскоростных подшипников имеет решающее значение.

После того, как моторные скорости превышают 18 000 об / мин, еще одной важной причиной для рекомендации нефтяного охлаждения является смазка. В двигателях с водяным охлаждением подшипники для подшипников обычно используются для подшипников. Однако во время высокоскоростной работы эти подшипники сталкиваются с такими проблемами, как утечка жира и большие температурные различия между внутренними и внешними кольцами.

Напротив, шариковые подшипники открытого типа, используемые в системах масляного охлаждения, могут эффективно охладить внутренние и внешние кольца подшипников, избегая проблем с утечкой жира и имея более низкий коэффициент трения. Тем не менее, внимание должно быть уделено конструкции путей смазочного масла, чтобы обеспечить адекватное охлаждение подшипника. В плечевом отверстии выступающая структура встроена, чтобы убедиться, что скорость потока охлаждения масла относительно равномерна до и после плеча.