Важность конструкции ротора в высокоскоростных бесщепных двигателях

Высокоскоростный бесщеточный моторный ротор обычно работает на скоростях от 20 000 до 100 000 об / мин. Дизайн высокоскоростных двигателей значительно отличается от дизайна обычных низкоскоростных, низкочастотных двигателей. Динамический анализ систем ротора и подшипника имеет решающее значение для эксплуатационной надежности высокоскоростных двигателей.

Конструкция ротора является ключом к высокоскоростной бесщеточной конструкции двигателя, с основными соображениями, включая: выбор диаметра и длины ротора, выбор постоянных материалов магнита и используемые методы защиты (поскольку постоянные магниты не могут противостоять огромным центробежным силам, встречающимся на высоких скоростях и должны быть защищены высокопрочными материалами). Это включает в себя анализ прочности и жесткости ротора и конструкции подшипников (поскольку высокоскоростные бесщеточные двигатели не могут использовать стандартные подшипники и вместо этого должны использовать неконтактные типы, такие как воздух или магнитные подшипники).

Для высокоскоростных бесщеточных двигателей конструкция постоянного магнитного ротора должна учитывать как электромагнитные, так и механические аспекты. Это означает, что постоянный магнитный ротор должен обеспечивать достаточно сильное вращательное магнитное поле для обмоток статора, а также способен выдерживать огромные центробежные силы, генерируемые высокоскоростным вращением.

Высокоскоростной Бесщеточные двигатели обычно имеют меньше полюсов, обычно используя 2 или 4 столба. 2-полюсный двигатель облегчает использование твердой структуры для постоянных магнитов для обеспечения механической и электромагнитной симметрии. Кроме того, магнитное поле сердечника статора и обмотки и частота двухполюсного двигателя составляют только половину, чем у 4-полюсного двигателя, что помогает уменьшить потери железа и меди на статоре двигателя. Тем не менее, основной недостаток двухполюсных двигателей заключается в том, что обмотки статора длиннее и требуют большей области ядра статора.

Выбор Постоянные магнитные материалы в высокоскоростных бесщеточных двигателях значительно влияют на размер и производительность двигателя. При выборе материалов постоянного магнита, соображения включают в себя:

1. Чтобы повысить плотность и эффективность мощности двигателя, следует выбрать материалы с высокой остаточной плотностью потока, коэрцитивностью и продуктом магнитной энергии.

2. Кривая размагничивания материала постоянного магнита должна линейно изменяться в пределах допустимой диапазона рабочей температуры. Для обеспечения рабочей температуры ротора постоянного магнита не превышает температуру размагниции магнитов, следует использовать высокотемпературные материалы для постоянных магнитов.

Учитывая огромные центробежные силы, которые должны противостоять высокоскоростному бесщеточному моторному магнитным роторам, механические свойства магнитных материалов также имеют решающее значение. Принимая во внимание технические требования и затраты на материалы, обычно используется спеченный неодимский железный бор, тип порошковой металлургии постоянного магнитного материала. Методы защиты для этих магнитов включают в себя добавление высокопрочного, немагнитного защитного корпуса за пределами магнита, плотно установленное над ним. Другой метод защиты включает в себя использование полос углеродного волокна для обеспечения магнитов.