Vikten av rotorkonstruktion i höghastighetsborstlösa motorer

Höghastighetsborstfri motorrotor arbetar vanligtvis med hastigheter från 20 000 till 100 000 varv / minut. Utformningen av höghastighetsmotorer skiljer sig signifikant från den för konventionella låghastighet, lågfrekventa motorer. En dynamisk analys av rotor- och lagersystemen är avgörande för den operativa tillförlitligheten hos höghastighetsmotorer.

Rotorns utformning är nyckeln i höghastighetsborstfri motorisk design, med huvudsakliga överväganden inklusive: valet av rotordiameter och längd, val av permanentmagnetmaterial och skyddsmetoder som används (eftersom de permanenta magneterna inte kan tåla de enorma centrifugalkrafterna som möter med höga hastigheter och måste skydda med högstyrka). Detta involverar analys av rotortstyrka och styvhet och utformningen av lager (eftersom höghastighetsborstlösa motorer inte kan använda standardlager och istället måste använda icke-kontakttyper som luft eller magnetlager).

För höghastighetsborstlösa motorer måste utformningen av den permanenta magnetrotorn överväga både elektromagnetiska och mekaniska aspekter. Detta innebär att den permanenta magnetrotorn måste tillhandahålla ett tillräckligt starkt rotationsmagnetfält för statorlindningarna, samtidigt som de kan motstå de enorma centrifugalkrafterna som genereras genom höghastighetsrotation.

Höghastighets- Borstlösa motorer har i allmänhet färre stolpar, vanligtvis med 2 eller 4 poler. En 2-polig motor underlättar användningen av en fast struktur för de permanenta magneterna för att säkerställa mekanisk och elektromagnetisk symmetri. Vidare är magnetfältet för statorkärnan och den lindande strömmen och frekvensen för en 2-polig motor endast hälften av en 4-polig motor, vilket hjälper till att minska järn- och kopparförlusterna i motorstatorn. En stor nackdel med 2-poliga motorer är emellertid att statorlindningarna är längre och kräver ett större statorkärnområde.

Valet av Permanentmagnetmaterial i höghastighetsborstlösa motorer påverkar avsevärt motorns storlek och prestanda. När du väljer permanentmagnetmaterial inkluderar överväganden:

1. För att förbättra motorns kraftdensitet och effektivitet bör material med hög återstående flödesdensitet, tvång och magnetisk energiprodukt väljas.

2. Demagnetiseringskurvan för det permanentmagnetmaterialet bör linjärt förändras inom det tillåtna driftstemperaturområdet. För att säkerställa driftstemperaturen för den permanenta magnetrotorn överskrider inte demagnetiseringstemperaturen för magneterna, bör högtemperaturresistenta permanentmagnetmaterial användas.

Med tanke på de enorma centrifugalkrafterna som höghastighetsborstlösa motoriska permanentmagnetrotorer måste tåla, är de mekaniska egenskaperna hos magnetmaterialet också kritiska. Med tanke på de tekniska kraven och materialkostnaderna används sintrade neodymjärnbor, en typ av pulvermetallurgi permanent magnetmaterial, vanligtvis. Skyddsmetoder för dessa magneter inkluderar tillsats av ett höghållfast, icke-magnetiskt skyddande hölje utanför magneten, monterad tätt över den. En annan skyddsmetod innebär att använda kolfiberbanding för att säkra magneterna.