Са снажним развојем глобалног тржишта нових енергетских возила, брзина покретања мотора показала је запањујући раст. Од 18.000 о/мин пре неколико година до удобног прекорачења од 20.000 о/мин данас, ово представља не само нумерички напредак већ и ригорозне тестове дизајна мотора и производних технологија. Овај чланак разматра неколико аспеката развој мотора велике брзине.
У моторима велике брзине, губитак гвожђа је постао неизбежни критични фактор, посебно у опсегу великих брзина. Постоји блиска веза између броја полова мотора и губитка гвожђа јер како се брзина мотора повећава, повећава се и учесталост промена магнетног флукса у језгру, што доводи до значајног повећања губитка гвожђа.
На пример, код мотора који ради на 20.000 о/мин, 6-полни мотор достиже радну фреквенцију од 1000 Хз, док 8-полни мотор повећава ову фреквенцију на 1333 Хз. Према горе поменутој формули за прорачун губитка гвожђа, повећање радне фреквенције директно доводи до повећаног губитка гвожђа.
У тренду дизајна брзих мотора, можемо уочити постепено смањење употребе комбинација 8/48 полова и прореза и повећање употребе комбинација 6/54 полова.
Разлог за овај помак лежи у горе наведеним разматрањима губитка гвожђа. Да би смањили губитак гвожђа током рада велике брзине, дизајнери теже да изаберу комбинацију 6/54 полова и прореза како би постигли боље електромагнетне перформансе и већу ефикасност.
02. Избор система за хлађење
За моторе са трајним магнетима велике брзине, температура значајно утиче на њихове перформансе. Пошто се радна тачка трајних магнета мења са температуром, претерано високе температуре могу чак да ризикују демагнетизацију магнета. Штавише, велика густина снаге електричних мотора у возилима нове енергије ограничава површину расхладне површине, чинећи дизајн система хлађења кључним за обезбеђивање стабилних перформанси мотора.
Када разматрате методе хлађења, предлажем коришћење система за хлађење уља за моторе са брзинама већим од 18.000 о/мин. То је зато што проблеми са грејањем ротора постају посебно изражени када брзине прелазе 16.000 о/мин. Код мотора са воденим хлађењем, статор се првенствено хлади, док при великим брзинама ефикасно одвођење топлоте ротора кроз хлађење водом постаје изазов.
Што се тиче праћења температуре, тренутни дизајни мотора обично уграђују температурне сензоре унутар статора. Код мотора са воденим хлађењем, због стабилне структуре канала протока, расподела температуре намотаја статора је релативно уједначена и добро контролисана. Међутим, код мотора хлађених уљем, већа флексибилност дизајна проточних канала резултира уочљивијим температурним разликама између намотаја у поређењу са моторима са воденим хлађењем. Стога, када бирате локацију сензора, кључно је узети у обзир подручја са већим порастом температуре намотаја како би се минимизирала температурна разлика између надгледане температуре и највише тачке намотаја, тачно одражавајући стварно термичко стање мотора.
03. Технолошки изазови брзоходних лежајева
Систем потпоре ротора је кључна компонента у развоју мотора велике брзине, при чему је избор технологије лежајева посебно критичан. Тренутно се куглични лежајеви са дубоким жљебовима обично користе у лежајевима мотора.
У окружењима велике брзине, куглични лежајеви се суочавају са озбиљним изазовима као што су прегревање и ризик од покретања. То је зато што како се брзина повећава, трење и стварање топлоте унутар лежајева такође нагло расту, што доводи до смањених перформанси лежаја или чак квара. Због тога је подмазивање лежајева велике брзине кључно.
Након што брзине мотора пређу 18.000 о/мин, још један важан разлог за препоруку хлађења уљем је подмазивање лежајева. У моторима са воденим хлађењем, самоподмазујући куглични лежајеви се обично користе за лежајеве. Међутим, током рада велике брзине, ови лежајеви се суочавају са изазовима као што су цурење масти и велике температурне разлике између унутрашњих и спољашњих прстенова.
Насупрот томе, куглични лежајеви отвореног типа који се користе у системима за хлађење уља могу ефикасно хладити унутрашње и спољашње прстенове лежајева, избегавајући проблеме са цурењем масти и имају нижи коефицијент трења котрљања. Међутим, мора се обратити пажња на дизајн путева уља за подмазивање како би се обезбедило адекватно хлађење лежајева. У отвору за раме, избочена структура је уграђена како би се осигурало да је брзина протока расхладног уља релативно уједначена пре и после рамена.
СДМ Магнетицс је један од најинтегративнијих произвођача магнета у Кини. Главни производи: Трајни магнет, неодимијумски магнети, статор и ротор мотора, резолверт сензора и магнетни склопови.
