การแนะนำโรเตอร์ของมอเตอร์ความเร็วสูง

อัน โรเตอร์มอเตอร์ความเร็วสูง เป็นส่วนสำคัญของมอเตอร์ความเร็วสูงซึ่งโดยทั่วไปจะรวบรวมเพลาหมุน มันทำงานโดยการควบคุมพลังงานไฟฟ้าที่สร้างโดยมอเตอร์เพื่อให้การเคลื่อนที่แบบหมุนไปยังอุปกรณ์เครื่องจักรกล ลักษณะการกำหนดของใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงคือความเร็วในการหมุนสูงของพวกเขามักจะเกิน 10,000 รอบต่อนาที (รอบต่อนาที)

ในการออกแบบโครงสร้างของใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงจะต้องมีการพิจารณาอย่างมีนัยสำคัญกับปัจจัยต่าง ๆ เช่นแรงเหวี่ยงและแรงกระแทกที่เกิดขึ้นจากการดำเนินงานความเร็วสูง สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการเพิ่มประสิทธิภาพของการลดน้ำหนักตามแนวแกนประสิทธิภาพการปรับสมดุลแบบไดนามิกและความต้านทานการสึกหรอ มีโครงสร้างทั่วไปหลายประเภทของใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงรวมถึงแขนเสื้อประเภทแผ่นดิสก์ประเภทแขวนลอยแม่เหล็กและประเภท Coplanar การเลือกประเภทโครงสร้างควรขึ้นอยู่กับความต้องการในทางปฏิบัติ

มอเตอร์ความเร็วสูงที่มีขนาดเล็กความหนาแน่นพลังงานสูงการเชื่อมต่อโดยตรงกับโหลดความเร็วสูงการกำจัดอุปกรณ์เพิ่มความเร็วเชิงกลแบบดั้งเดิมลดเสียงรบกวนของระบบและประสิทธิภาพการส่งผ่านระบบที่ดีขึ้น ระบบการผลิตไฟฟ้าที่ใช้เป็นอุปกรณ์เครื่องบินหรือแหล่งจ่ายไฟ พวกเขาได้กลายเป็นหนึ่งในฮอตสปอตการวิจัยในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้านานาชาติ

ลักษณะหลักของมอเตอร์ความเร็วสูงรวมถึงความเร็วของโรเตอร์สูงกระแสที่คดเคี้ยวสูงและความถี่ฟลักซ์แม่เหล็กในแกนเหล็กและความหนาแน่นพลังงานสูงและความหนาแน่นของการสูญเสีย คุณลักษณะเหล่านี้จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีที่สำคัญและวิธีการออกแบบที่ไม่ซ้ำกับมอเตอร์ความเร็วสูงแยกแยะพวกเขาออกจากมอเตอร์ความเร็วทั่วไป โดยทั่วไปแล้วใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงจะหมุนด้วยความเร็วสูงกว่า 10,000 รอบต่อนาที ในระหว่างการหมุนความเร็วสูงใบพัดลามิเนตทั่วไปต่อสู้เพื่อทนต่อแรงเหวี่ยงขนาดใหญ่ซึ่งจำเป็นต้องใช้โครงสร้างลามิเนตที่มีความแข็งแรงสูงหรือเป็นของแข็ง สำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวรปัญหาความแข็งแรงของโรเตอร์มีความโดดเด่นมากขึ้นเนื่องจากวัสดุแม่เหล็กถาวรที่เผาไม่สามารถทนต่อความเครียดแรงดึงที่เกิดจากการหมุนของโรเตอร์ความเร็วสูงซึ่งจำเป็นต้องมีมาตรการป้องกันสำหรับแม่เหล็กถาวร

ยิ่งไปกว่านั้นแรงเสียดทานความเร็วสูงระหว่างโรเตอร์และช่องว่างของอากาศส่งผลให้เกิดการสูญเสียแรงเสียดทานบนพื้นผิวโรเตอร์ที่สูงกว่าในมอเตอร์ความเร็วทั่วไป เพื่อให้แน่ใจว่ามีความแข็งแรงของโรเตอร์ที่เพียงพอใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงมักจะเรืองแสงเพิ่มโอกาสในการเข้าใกล้ความเร็วในการหมุนที่สำคัญเมื่อเทียบกับมอเตอร์ความเร็วทั่วไป เพื่อหลีกเลี่ยงการกำทอนการดัดงอเป็นสิ่งสำคัญในการทำนายความเร็วการหมุนที่สำคัญของระบบโรเตอร์อย่างแม่นยำ

นอกจากนี้ตลับลูกปืนมอเตอร์ธรรมดาไม่สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือด้วยความเร็วสูงซึ่งจำเป็นต้องใช้ระบบแบริ่งความเร็วสูง กระแสสลับกันความถี่สูงในการคดเคี้ยวและฟลักซ์แม่เหล็กในแกนเหล็กสเตเตอร์ของมอเตอร์ความเร็วสูงสร้างความสูญเสียเพิ่มความถี่สูงอย่างมีนัยสำคัญในการคดเคี้ยวมอเตอร์, แกนเหล็กสเตเตอร์และโรเตอร์ ผลกระทบของผิวหนังและผลกระทบที่ใกล้เคียงกับการสูญเสียที่คดเคี้ยวมักจะถูกละเว้นเมื่อความถี่ปัจจุบันของสเตเตอร์อยู่ในระดับต่ำ แต่ในสถานการณ์ความถี่สูงสเตเตอร์ม้วนมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญผิวและผลกระทบที่ใกล้เคียงเพิ่มการสูญเสียเพิ่มเติม

ความถี่ฟลักซ์แม่เหล็กสูงในแกนเหล็กสเตเตอร์ของมอเตอร์ความเร็วสูงไม่สามารถละเลยอิทธิพลของผลกระทบของผิวหนังและวิธีการคำนวณทั่วไปสามารถนำไปสู่ข้อผิดพลาดที่สำคัญ ในการคำนวณการสูญเสียแกนเหล็กของสเตเตอร์อย่างแม่นยำของมอเตอร์ความเร็วสูงจำเป็นต้องสำรวจแบบจำลองการคำนวณการสูญเสียธาตุเหล็กภายใต้สภาวะความถี่สูง ฮาร์มอนิกเชิงพื้นที่ที่เกิดจากการกระจายตัวของสเตเตอร์สเตเตอร์และการกระจายแบบคดเคี้ยวที่ไม่ใช่ไซน์ ปริมาตรของโรเตอร์ขนาดเล็กและสภาวะการระบายความร้อนที่ไม่ดีทำให้เกิดปัญหาอย่างมากสำหรับการระบายความร้อนของโรเตอร์ ดังนั้นการคำนวณที่แม่นยำของการสูญเสียปัจจุบันของโรเตอร์และการสำรวจมาตรการที่มีประสิทธิภาพเพื่อลดความสำคัญสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ของมอเตอร์ความเร็วสูง

นอกจากนี้แรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าความถี่สูงยังก่อให้เกิดความท้าทายในการออกแบบคอนโทรลเลอร์ของมอเตอร์ความเร็วสูงพลังงานสูง มอเตอร์ความเร็วสูงมีขนาดเล็กกว่ามอเตอร์ความเร็วทั่วไปที่มีพลังเทียบเท่าซึ่งมีความหนาแน่นสูงและความหนาแน่นของการสูญเสียรวมถึงการระบายความร้อนที่ยากลำบาก หากไม่มีมาตรการระบายความร้อนพิเศษอุณหภูมิของมอเตอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้มากเกินไปทำให้ชีวิตที่คดเคี้ยวสั้นลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับมอเตอร์แม่เหล็กถาวรอุณหภูมิของโรเตอร์ที่มากเกินไปสามารถนำไปสู่การ demagnetization ที่กลับไม่ได้ของแม่เหล็กถาวร

มอเตอร์ความเร็วสูงโดยทั่วไปอ้างถึงมอเตอร์ที่มีความเร็วในการหมุนเกิน 10,000 รอบต่อนาทีหรือค่าความยาก (ผลิตภัณฑ์ของความเร็วในการหมุนและรากพลังงาน) เกิน 1 × 10^5 ในบรรดามอเตอร์ประเภทต่าง ๆ ที่มีอยู่ในปัจจุบันผู้ที่ประสบความสำเร็จในการบรรลุความเร็วสูงส่วนใหญ่ ได้แก่ มอเตอร์เหนี่ยวนำ, มอเตอร์แม่เหล็กถาวรภายใน, มอเตอร์ที่ไม่เต็มใจเปลี่ยนและมอเตอร์แม่เหล็กถาวรภายนอกและมอเตอร์ขั้วกรงเล็บ โครงสร้างโรเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำความเร็วสูงนั้นค่อนข้างง่ายด้วยความเฉื่อยการหมุนต่ำและความสามารถในการทำงานเป็นระยะเวลานานภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาพความเร็วสูงทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานความเร็วสูง

โดยสรุปใบพัดมอเตอร์ความเร็วสูงเป็นส่วนประกอบสำคัญที่ช่วยให้การทำงานความเร็วสูงของมอเตอร์โดดเด่นด้วยความเร็วในการหมุนสูงการออกแบบโครงสร้างพิเศษและความท้าทายในระบบระบายความร้อนและแบริ่ง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการอัพเกรดอุตสาหกรรมมอเตอร์ความเร็วสูงจะถูกนำไปใช้มากขึ้นในทุ่งนาเช่นยานพาหนะไฟฟ้าการบินและอวกาศหุ่นยนต์อุตสาหกรรมและพลังงานสะอาดขับเคลื่อนการพัฒนาวัสดุและเทคโนโลยีประสิทธิภาพสูง ยกตัวอย่างเช่นการใช้ใบพัดคาร์บอนไฟเบอร์อย่างกว้างขวางช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของมอเตอร์และความทนทานอย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นยุคใหม่ของเทคโนโลยีมอเตอร์ความเร็วสูง