Yüksek hızlı fırçasız motorlarda rotor tasarımının önemi

Yüksek hızlı fırçasız motor rotor tipik olarak 20.000 ila 100.000 rpm arasında değişen hızlarda çalışır. Yüksek hızlı motorların tasarımı, geleneksel düşük hızlı, düşük frekanslı motorlardan önemli ölçüde farklıdır. Rotor ve yatak sistemlerinin dinamik bir analizi, yüksek hızlı motorların operasyonel güvenilirliği için çok önemlidir.

Rotorun tasarımı, rotor çapı ve uzunluğu seçimi, kalıcı mıknatıs malzemelerinin seçimi ve kullanılan koruma yöntemleri (kalıcı mıknatıslar yüksek hızlarda karşılaşılan muazzam santrifüj kuvvetlere dayanamadığı ve yüksek kuvvetli malzemelerle korunması gerekir). Bu, rotor mukavemeti ve sertliğinin analizini ve rulmanların tasarımını içerir (yüksek hızlı fırçasız motorlar standart rulmanları kullanamadığından ve bunun yerine hava veya manyetik rulmanlar gibi temassız türleri kullanmalıdır).

Yüksek hızlı fırçasız motorlar için, kalıcı mıknatıs rotorunun tasarımı hem elektromanyetik hem de mekanik yönleri göz önünde bulundurmalıdır. Bu, kalıcı mıknatıs rotorunun stator sargıları için yeterince güçlü bir rotasyonel manyetik alan sağlaması ve aynı zamanda yüksek hızlı rotasyonla üretilen muazzam santrifüj kuvvetlere dayanabilmesi gerektiği anlamına gelir.

Yüksek hızlı Fırçasız motorlar genellikle daha az kutuplara sahiptir, tipik olarak 2 veya 4 kutup kullanır. 2 kutuplu bir motor, mekanik ve elektromanyetik simetri sağlamak için kalıcı mıknatıslar için katı bir yapının kullanılmasını kolaylaştırır. Ayrıca, stator çekirdeğinin manyetik alanı ve 2 kutuplu bir motorun sarma akımı ve frekansı, motor statordaki demir ve bakır kayıplarını azaltmaya yardımcı olan 4 kutuplu bir motorun sadece yarısıdır. Bununla birlikte, 2 kutuplu motorların büyük bir dezavantajı, stator sargılarının daha uzun olması ve daha büyük bir stator çekirdek alanı gerektirmesidir.

Seçim Yüksek hızlı fırçasız motorlardaki kalıcı mıknatıs malzemeleri, motorun boyutunu ve performansını önemli ölçüde etkiler. Kalıcı mıknatıs malzemeleri seçerken, hususlar şunları içerir:

1. Motorun güç yoğunluğunu ve verimliliğini arttırmak için yüksek artık akı yoğunluğu, zorunluluk ve manyetik enerji ürünü olan malzemeler seçilmelidir.

2. Kalıcı mıknatıs malzemesinin demagnetizasyon eğrisi, izin verilen çalışma sıcaklığı aralığında doğrusal olarak değişmelidir. Kalıcı mıknatıs rotorunun çalışma sıcaklığının mıknatısların demagnetizasyon sıcaklığını aşmamasını sağlamak için, yüksek sıcaklık dirençli kalıcı mıknatıs malzemeleri kullanılmalıdır.

Yüksek hızlı fırçasız motor kalıcı mıknatıs rotorlarının dayanması gerektiği muazzam santrifüj kuvvetleri göz önüne alındığında, mıknatıs malzemelerinin mekanik özellikleri de kritiktir. Teknik gereksinimler ve malzeme maliyetleri göz önüne alındığında, bir tür toz metalurji kalıcı mıknatıs malzemesi olan sinterlenmiş neodimyum demir boru yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu mıknatıslar için koruma yöntemleri, mıknatısın dışına sıkıca takılan yüksek mukavemetli, manyetik olmayan bir koruyucu kasa eklenmesini içerir. Başka bir koruma yöntemi, mıknatısları sabitlemek için karbon fiber bantlama kullanılmasını içerir.