ความสำคัญของการออกแบบโรเตอร์ในมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง

โดยทั่วไปแล้ว โรเตอร์ของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง จะทำงานที่ความเร็วตั้งแต่ 20,000 ถึง 100,000 รอบต่อนาที การออกแบบมอเตอร์ความเร็วสูงแตกต่างอย่างมากจากมอเตอร์ความเร็วต่ำและความถี่ต่ำทั่วไป การวิเคราะห์แบบไดนามิกของระบบโรเตอร์และแบริ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงานของมอเตอร์ความเร็วสูง

การออกแบบโรเตอร์เป็นกุญแจสำคัญในการออกแบบมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง โดยมีข้อควรพิจารณาหลักๆ ได้แก่: การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวของโรเตอร์ การเลือกใช้วัสดุแม่เหล็กถาวร และวิธีการป้องกันที่ใช้ (เนื่องจากแม่เหล็กถาวรไม่สามารถทนต่อแรงเหวี่ยงขนาดมหึมาที่เผชิญที่ความเร็วสูงได้ และต้องได้รับการป้องกันด้วยวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง) สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ความแข็งแรงและความแข็งแกร่งของโรเตอร์ และการออกแบบตลับลูกปืน (เนื่องจากมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูงไม่สามารถใช้ตลับลูกปืนมาตรฐานได้ และต้องใช้ประเภทที่ไม่สัมผัส เช่น ตลับลูกปืนอากาศหรือแม่เหล็กแทน)

สำหรับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูง การออกแบบโรเตอร์แม่เหล็กถาวรต้องพิจารณาทั้งด้านแม่เหล็กไฟฟ้าและทางกล ซึ่งหมายความว่าโรเตอร์แม่เหล็กถาวรจะต้องมีสนามแม่เหล็กหมุนที่แข็งแกร่งเพียงพอสำหรับขดลวดสเตเตอร์ ขณะเดียวกันก็ยังสามารถต้านทานแรงเหวี่ยงหนีศูนย์มหาศาลที่เกิดจากการหมุนด้วยความเร็วสูงได้

ความเร็วสูง มอเตอร์ไร้แปรงถ่าน โดยทั่วไปจะมีขั้วน้อยกว่า โดยทั่วไปจะใช้ขั้ว 2 หรือ 4 ขั้ว มอเตอร์ 2 ขั้วช่วยให้ใช้โครงสร้างที่มั่นคงสำหรับแม่เหล็กถาวรได้ เพื่อให้มั่นใจถึงความสมมาตรทางกลและแม่เหล็กไฟฟ้า นอกจากนี้ สนามแม่เหล็กของแกนสเตเตอร์ กระแสขดลวด และความถี่ของมอเตอร์ 2 ขั้วมีเพียงครึ่งหนึ่งของมอเตอร์ 4 ขั้ว ซึ่งช่วยลดการสูญเสียเหล็กและทองแดงในสเตเตอร์ของมอเตอร์ อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบที่สำคัญของมอเตอร์ 2 ขั้วก็คือขดลวดสเตเตอร์นั้นยาวกว่าและต้องการพื้นที่แกนสเตเตอร์ที่ใหญ่กว่า

ทางเลือกของ วัสดุ แม่เหล็กถาวร ในมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูงมีอิทธิพลอย่างมากต่อขนาดและประสิทธิภาพของมอเตอร์ เมื่อเลือกวัสดุแม่เหล็กถาวร ข้อควรพิจารณาได้แก่:

1. เพื่อเพิ่มความหนาแน่นและประสิทธิภาพของกำลังมอเตอร์ ควรเลือกวัสดุที่มีความหนาแน่นฟลักซ์ตกค้าง การบีบบังคับ และผลิตภัณฑ์พลังงานแม่เหล็กสูง

2. เส้นโค้งการล้างอำนาจแม่เหล็กของวัสดุแม่เหล็กถาวรควรเปลี่ยนแปลงเป็นเส้นตรงภายในช่วงอุณหภูมิการทำงานที่อนุญาต เพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิในการทำงานของโรเตอร์แม่เหล็กถาวรไม่เกินอุณหภูมิการล้างอำนาจแม่เหล็กของแม่เหล็ก จึงควรใช้วัสดุแม่เหล็กถาวรที่ทนต่ออุณหภูมิสูง

เมื่อพิจารณาจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์อันมหาศาลที่โรเตอร์แม่เหล็กถาวรของมอเตอร์ไร้แปรงถ่านความเร็วสูงต้องทนทานได้ คุณสมบัติทางกลของวัสดุแม่เหล็กก็มีความสำคัญเช่นกัน เมื่อพิจารณาถึงข้อกำหนดทางเทคนิคและต้นทุนวัสดุ มักใช้โบรอนเหล็กนีโอไดเมียมเผา ซึ่งเป็นวัสดุแม่เหล็กถาวรประเภทผงโลหะวิทยา ที่นิยมใช้กันทั่วไป วิธีการป้องกันสำหรับแม่เหล็กเหล่านี้ ได้แก่ การใส่ปลอกป้องกันที่ไม่ใช่แม่เหล็กที่มีความแข็งแรงสูงไว้ด้านนอกแม่เหล็ก โดยติดตั้งไว้แน่นหนา วิธีการป้องกันอีกวิธีหนึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้แถบคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อยึดแม่เหล็ก