Dôležitosť dizajnu rotora vo vysokorýchlostných kefkách bez kefiek

Vysokorýchlostný rotor motora bez kefky zvyčajne pracuje pri rýchlostiach v rozmedzí od 20 000 do 100 000 ot./min. Dizajn vysokorýchlostných motorov sa významne líši od konvencie konvenčných nízkofrekvenčných motorov. Dynamická analýza rotorových a ložiskových systémov je rozhodujúca pre prevádzkovú spoľahlivosť vysokorýchlostných motorov.

Dizajn rotora je kľúčom k vysokorýchlostnému dizajnu bez kefiek s hlavnými úvahami vrátane: výber priemeru rotora a dĺžky, výberu permanentných magnetových materiálov a metód ochrany (ako sa používajú permanentné magnety (ako permanentné magnety nedokážu vydržať obrovské odstredivé sily, ktoré sa vyskytujú pri vysokých rýchlostiach a musia byť chránené pomocou materiálov s vysokou stranou). Zahŕňa to analýzu pevnosti a tuhosti rotora a návrh ložiskov (pretože vysokorýchlostné motory bez kefiek nemôžu používať štandardné ložiská a namiesto toho musia používať nekontaktné typy, ako sú vzduch alebo magnetické ložiská).

V prípade vysokorýchlostných motorov bez kefiek musí konštrukcia rotora permanentného magnetu brať do úvahy elektromagnetické aj mechanické aspekty. To znamená, že rotor permanentného magnetu musí poskytnúť dostatočne silné rotačné magnetické pole pre vinutie statora, pričom je tiež schopný odolať obrovským odstredivovým silám generovaným vysokorýchlostným rotáciou.

Vysokorýchlostný Motory bez kefiek majú zvyčajne menej pólov, zvyčajne používajú 2 alebo 4 póly. 2-pólový motor uľahčuje použitie tuhej štruktúry pre trvalé magnety na zabezpečenie mechanickej a elektromagnetickej symetrie. Ďalej sú magnetické pole jadra statora a vinutie prúdu a frekvencia 2-pólového motora iba polovica poľa 4-pólového motora, čo pomáha znižovať straty železa a medi v statovom motore. Hlavnou nevýhodou 2-pólových motorov je však to, že vinutia statora sú dlhšie a vyžadujú väčšiu oblasť jadra statora.

Výber Materiály s permanentným magnetom vo vysokorýchlostných motoroch bez kefiek významne ovplyvňujú veľkosť a výkon motora. Pri výbere materiálov permanentného magnetu zahŕňajú úvahy:

1. Na zvýšenie hustoty a účinnosti energie motora by sa mali vyberať materiály s vysokou zvyškovou hustotou toku, nátlakom a produktom magnetickej energie.

2. Demagnetizačná krivka materiálu permanentného magnetu by sa mala lineárne meniť v rámci povoleného rozsahu prevádzkovej teploty. Na zabezpečenie prevádzkovej teploty rotora permanentného magnetu nepresahuje teplotu demagnetizácie magnetov, mali by sa používať materiály na permanentné magnety odolné voči vysokej teplote.

Vzhľadom na obrovské odstredivé sily, že vysokorýchlostné rotory s permanentnými magnetmi bez kefky musia vydržať, sú tiež kritické mechanické vlastnosti magnetických materiálov. Vzhľadom na technické požiadavky a náklady na materiál sa bežne používa sintrovaný neodymský železný bór, typ práškového metalurgie permanentného magnetu. Metódy ochrany týchto magnetov zahŕňajú pridanie vysoko pevného, ​​nemagnetického ochranného puzdra mimo magnetu, namontované pevne nad ním. Ďalšia metóda ochrany spočíva v použití páskovania uhlíkových vlákien na zaistenie magnetov.