Rëndësia e dizajnit të rotorit në motorë pa furça me shpejtësi të lartë

Rotori i motorëve pa furça me shpejtësi të lartë zakonisht funksionon me shpejtësi që variojnë nga 20,000 deri në 100,000 rpm. Dizajni i motorëve me shpejtësi të lartë ndryshon ndjeshëm nga ai i motorëve konvencionale me shpejtësi të ulët, me frekuencë të ulët. Një analizë dinamike e sistemeve të rotorit dhe mbajtjes është thelbësore për besueshmërinë operacionale të motorëve me shpejtësi të lartë.

Dizajni i rotorit është thelbësor në hartimin e motorit pa furça me shpejtësi të lartë, me konsiderata kryesore duke përfshirë: zgjedhjen e diametrit të rotorit dhe gjatësinë, zgjedhjen e materialeve të përhershme të magnetit dhe metodat e mbrojtjes të përdorura (pasi magnet e përhershëm nuk mund t'i rezistojnë forcave të jashtëzakonshme centrifugale të hasura me shpejtësi të larta dhe duhet të mbrohen me materiale me forcë të lartë). Kjo përfshin analizën e forcës dhe ngurtësisë së rotorit dhe hartimin e kushinetave (pasi motorët pa furça me shpejtësi të lartë nuk mund të përdorin kushineta standarde dhe në vend të kësaj duhet të përdorin lloje jo-kontakte si ajri ose kushineta magnetike).

Për motorët pa furça me shpejtësi të lartë, hartimi i rotorit të përhershëm të magnetit duhet të marrë parasysh aspektet elektromagnetike dhe mekanike. Kjo do të thotë që rotori i përhershëm i magnetit duhet të sigurojë një fushë magnetike rrotulluese mjaft të fortë për dredha-dredha të statorit, ndërsa gjithashtu është i aftë të durojë forcat e mëdha centrifugale të krijuara nga rotacioni me shpejtësi të lartë.

Me shpejtësi të lartë Motorët pa furça në përgjithësi kanë më pak shufra, zakonisht duke përdorur 2 ose 4 pole. Një motor me dy pole lehtëson përdorimin e një strukture të ngurtë për magnet e përhershëm për të siguruar simetri mekanike dhe elektromagnetike. Për më tepër, fusha magnetike e bërthamës së statorit dhe rryma e dredha-dredha dhe frekuenca e një motori me 2 pole janë vetëm gjysma e asaj të një motori me 4 pole, i cili ndihmon në uljen e humbjeve të hekurit dhe bakrit në statorin e motorit. Sidoqoftë, një pengesë e madhe e motorëve me dy pole është se dredha-dredha e statorit janë më të gjata dhe kërkojnë një zonë më të madhe thelbësore të statorit.

Zgjedhja e Materialet e përhershme të magnetit në motorë pa furça me shpejtësi të lartë ndikojnë ndjeshëm në madhësinë dhe performancën e motorit. Kur zgjidhni materialet e përhershme të magnetit, konsideratat përfshijnë:

1. Për të rritur densitetin e energjisë së motorit dhe efikasitetin, duhet të zgjidhen materiale me densitet të lartë të fluksit të mbetjeve, shtrëngim dhe produkt të energjisë magnetike.

2. Kurba e demagnetizimit të materialit të përhershëm të magnetit duhet të ndryshojë në mënyrë lineare brenda intervalit të lejueshëm të temperaturës së funksionimit. Për të siguruar që temperatura e funksionimit të rotorit të përhershëm të magnetit nuk e tejkalon temperaturën e demagnetizimit të magneteve, duhet të përdoren materiale të përhershme të përhershme rezistente ndaj temperaturës.

Duke pasur parasysh forcat e jashtëzakonshme centrifugale që rotorët e përhershëm të magnetit të përhershëm me shpejtësi të lartë me furçë duhet t'i rezistojnë, vetitë mekanike të materialeve të magnetit janë gjithashtu kritike. Duke marrë parasysh kërkesat teknike dhe kostot e materialit, zakonisht përdoret Boroni i Hekurt i Neodymium i sintetizuar, një lloj i metalurgjisë së përhershme të pluhurit. Metodat e mbrojtjes për këto magnet përfshijnë shtimin e një shtrese mbrojtëse me forcë të lartë, jo magnetike jashtë magnetit, të pajisur fort mbi të. Një metodë tjetër e mbrojtjes përfshin përdorimin e shiritave të fibrave të karbonit për të siguruar magnet.