Rëndësia e projektimit të rotorit në motorët pa furça me shpejtësi të lartë

Rotori i motorit 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 dukshëm nga ai i motorëve konvencionalë me shpejtësi të ulët dhe me frekuencë të ulët. Një analizë dinamike e sistemeve të rotorit dhe mbajtësve është thelbësore për besueshmërinë operacionale të motorëve me shpejtësi të lartë.

Dizajni i rotorit është kyç në dizajnin e motorit pa furçë me shpejtësi të lartë, me konsiderata kryesore duke përfshirë: përzgjedhjen e diametrit dhe gjatësisë së rotorit, zgjedhjen e materialeve të magnetit të përhershëm dhe metodat e mbrojtjes të përdorura (pasi magnetët e përhershëm nuk mund t'i rezistojnë forcave centrifugale të mëdha që hasen në shpejtësi të lartë dhe duhet të mbrohen me materiale me rezistencë të lartë). Kjo përfshin analizën e forcës dhe ngurtësisë së rotorit dhe dizajnin e kushinetave (pasi motorët pa furça me shpejtësi të lartë nuk mund të përdorin kushinetat standarde dhe në vend të kësaj duhet të përdorin lloje pa kontakt si kushineta ajri ose magnetike).

Për motorët pa furça me shpejtësi të lartë, dizajni i rotorit të magnetit të përhershëm duhet të marrë parasysh si aspektin elektromagnetik ashtu edhe atë mekanik. Kjo do të thotë se rotori i magnetit të përhershëm duhet të sigurojë një fushë magnetike rrotulluese mjaftueshëm të fortë për mbështjelljet e statorit, duke qenë gjithashtu i aftë të përballojë forcat e mëdha centrifugale të krijuara nga rrotullimi me shpejtësi të lartë.

Me shpejtësi të lartë Motorët pa furça në përgjithësi kanë më pak pole, zakonisht duke përdorur 2 ose 4 pole. Një motor 2-polësh lehtëson përdorimin e një strukture të fortë për magnetët e përhershëm për të siguruar simetri mekanike dhe elektromagnetike. Për më tepër, fusha magnetike e bërthamës së statorit dhe rryma e mbështjelljes dhe frekuenca e një motori 2-polësh janë vetëm gjysma e asaj të një motori 4-polësh, gjë që ndihmon në reduktimin e humbjeve të hekurit dhe bakrit në statorin e motorit. Megjithatë, një pengesë kryesore e motorëve me 2 pole është se mbështjelljet e statorit janë më të gjata dhe kërkojnë një zonë më të madhe të bërthamës së statorit.

Zgjedhja e Materialet me magnet të përhershëm në motorët pa furça me shpejtësi të lartë ndikojnë ndjeshëm në madhësinë dhe performancën e motorit. Kur zgjidhni materiale me magnet të përhershëm, konsideratat përfshijnë:

1. Për të rritur densitetin dhe efikasitetin e fuqisë së motorit, duhet të zgjidhen materiale me densitet të lartë të fluksit të mbetur, forcë shtrënguese dhe produkt të energjisë magnetike.

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

Duke pasur parasysh forcat e pafundme centrifugale që duhet të përballojnë rotorët me magnet të përhershëm të motorëve pa furçë me shpejtësi të lartë, vetitë mekanike të materialeve magnetike janë gjithashtu kritike. Duke marrë parasysh kërkesat teknike dhe kostot e materialit, zakonisht përdoret hekur bor neodymium i sinteruar, një lloj materiali me magnet të përhershëm të metalurgjisë pluhur. Metodat e mbrojtjes për këta magnet përfshijnë shtimin e një kase mbrojtëse jomagnetike me rezistencë të lartë jashtë magnetit, të vendosur fort mbi të. Një metodë tjetër mbrojtjeje përfshin përdorimin e brezit të fibrave të karbonit për të siguruar magnetët.