Struktura e rotorit të motorit me shpejtësi të lartë dhe karakteristikat e dizajnit (dizajni i statorit, lloje të ndryshme të dizajnit të strukturës së rotorit)

High speed motor rotor has the characteristics of small size, high power density, direct connection with high speed load, eliminating the traditional mechanical acceleration device, reducing system noise and improving system transmission efficiency, etc. It has broad application prospects in the fields of high-speed grinding machines, air circulation refrigeration systems, energy storage flywheels, fuel cells, high-speed centrifugal compressors for natural gas transmission and distributed power generation systems as power supply equipment për aeroplanët ose anijet, dhe është bërë një nga pikat e nxehta të hulumtimit në fushën elektrike ndërkombëtare.

Karakteristikat kryesore të motorit me shpejtësi të lartë janë shpejtësia e lartë e rotorit, rryma e dredha-dredha e statorit të lartë dhe frekuenca e fluksit magnetik në bërthamë, densiteti i fuqisë së lartë dhe densiteti i humbjes. Këto karakteristika përcaktojnë se teknologjia kryesore dhe metodat e projektimit të motorit me shpejtësi të lartë janë të ndryshme nga ato të motorit me shpejtësi konstante.

Shpejtësia e rotorit të motorit me shpejtësi të lartë është zakonisht më e lartë se 10 000 r/min. Kur rrotullohet me shpejtësi të lartë, rotori i petëzuar konvencional nuk mund t'i rezistojë forcës së madhe centrifugale, kështu që duhet të përdoret strukturë e veçantë e petëzuar ose e ngurtë e rotorit. Për motorët e përhershëm të magnetit, problemi i forcës së rotorit është më i spikatur, sepse materiali i përhershëm i magnetit i sinuar nuk mund t'i rezistojë stresit elastik të gjeneruar nga rrotullimi me shpejtësi të lartë të rotorit, dhe duhet të merren masa mbrojtëse për magnetin e përhershëm. Fërkimi me shpejtësi të lartë midis rotorit dhe hendekut të ajrit shkakton humbje shumë më të madhe të fërkimit në sipërfaqen e rotorit sesa ajo e motorit me shpejtësi konstante, e cila sjell vështirësi të mëdha në shpërndarjen e nxehtësisë së rotorit. Për të siguruar që rotori të ketë forcë të mjaftueshme, rotori i motorit me shpejtësi të lartë është kryesisht i hollë, kështu që krahasohet me motorin me shpejtësi konstante, mundësia e sistemit të rotorit që i afrohet shpejtësisë kritike të motorit me shpejtësi të lartë është rritur shumë. Kushinetat e zakonshme motorike nuk mund të funksionojnë në mënyrë të besueshme me shpejtësi të lartë, dhe duhet të përdoren sisteme me shpejtësi të lartë.

Frekuenca e lartë alternative e rrymës së dredha -dredha dhe fluksit magnetik në thelbin e motorit me shpejtësi të lartë do të prodhojë humbje shtesë shtesë me frekuencë të lartë në dredha -dredha të motorit, bërthamës së statorit dhe rotorit. Kur frekuenca e rrymës së statorit është e ulët, efekti i efektit të lëkurës dhe efekti i afërsisë në humbjen e dredha -dredha mund të injorohet, por në frekuencë të lartë, dredha -dredha e statorit do të prodhojë efekt të dukshëm të lëkurës dhe efektin e afërsisë, dhe do të rrisë humbjen shtesë të dredha -dredha. Frekuenca e fluksit magnetik në thelbin e statorit të motorit me shpejtësi të lartë është e lartë, ndikimi i efektit të lëkurës nuk mund të injorohet, dhe metoda e llogaritjes konvencionale do të sjellë gabime të mëdha. Për të llogaritur me saktësi humbjen e bërthamës së statorit të motorit me shpejtësi të lartë, është e nevojshme të hulumtohet modeli i llogaritjes së humbjes së hekurit në kushte të frekuencës së lartë. Harmonika hapësinore e shkaktuar nga slot stator dhe shpërndarja e dredha-dredha jo sinusoidale, si dhe harmonika aktuale dhe koha e gjeneruar nga furnizimi me energji PWM, do të prodhojnë humbje të madhe aktuale të rrymës në rotor. Për shkak të madhësisë së vogël të rotorit dhe kushteve të dobëta të ftohjes, do të sjellë vështirësi të mëdha në shpërndarjen e nxehtësisë së rotorit. Prandaj, llogaritja e saktë e humbjes së rrymës së rotorit dhe eksplorimi i masave efektive për të zvogëluar humbjen e rrymës së rotorit të rotorit. Isshtë me rëndësi të madhe për funksionimin e besueshëm të motorit me shpejtësi të lartë. Në të njëjtën kohë, tensioni ose rryma me frekuencë të lartë sjell gjithashtu sfida për hartimin e kontrolluesit të motorëve me shpejtësi të lartë me fuqi të lartë.

Vëllimi i motorit me shpejtësi të lartë është shumë më i vogël se motori me shpejtësi konstante me të njëjtën fuqi, jo vetëm dendësia e energjisë dhe dendësia e humbjes është e madhe, por edhe shpërndarja e nxehtësisë është e vështirë, nëse masat e veçanta të shpërndarjes së nxehtësisë nuk përdoren Demagnetizimi. Një sistem ftohës i dizajnuar mirë mund të zvogëlojë në mënyrë efektive ngritjen e temperaturës së rotorit fiks, i cili është çelësi i funksionimit të qëndrueshëm afatgjatë të motorëve me shpejtësi të lartë me fuqi të lartë.

Për ta përmbledhur, ka shumë probleme të veçanta kryesore në forcën e rotorit, dinamikën e sistemit të rotorit, dizajnin elektromagnetik, hartimin e sistemit të ftohjes dhe llogaritjen e rritjes së temperaturës, mbajtjen me shpejtësi të lartë dhe zhvillimin e kontrolluesit që nuk janë të disponueshme në motorët konvencionale. Prandaj, hartimi i motorit me shpejtësi të lartë është një proces gjithëpërfshirës i projektimit të përsëritjeve të shumta të fushave fizike siç janë fusha elektromagnetike, forca e rotorit, dinamika e rotorit, fusha e lëngut dhe fusha e temperaturës. Aktualisht, llojet kryesore të motorëve të përdorur në fushat me shpejtësi të lartë janë motorët induksion, motorët e përhershëm të magnetit, motorët e ngurrimit të ndërprerë dhe motorët e poleve të kthetrave, dhe secili lloj motori ka një topologji të ndryshme.

Ky punim analizon statusin e zhvillimit të llojeve të ndryshme të motorëve me shpejtësi të lartë brenda dhe jashtë vendit, dhe përmbledh indeksin kufitar të llojeve të ndryshme të motorëve me shpejtësi të lartë. Struktura dhe karakteristikat e projektimit të motorit me shpejtësi të lartë janë analizuar në detaje, duke përfshirë hartimin e statorit, hartimin e strukturës së rotorit, analizën e dinamikës së sistemit të rotorit, zgjedhjen e mbajtjes dhe modelimin e sistemit të ftohjes, etj. Më në fund, janë analizuar problemet kryesore me të cilat përballen zhvillimi i motorit me shpejtësi të lartë, dhe prirja e zhvillimit dhe perspektiva e motorit me shpejtësi të lartë janë kërkuar.