Важливість дизайну ротора у високошвидкісних безчесних двигунах

Швидкісний безщасливий мотор ротор зазвичай працює зі швидкістю від 20 000 до 100 000 об / хв. Конструкція високошвидкісних двигунів значно відрізняється від звичайних низькочастотних, низькочастотних двигунів. Динамічний аналіз ротора та систем підшипників має вирішальне значення для експлуатаційної надійності високошвидкісних двигунів.

Дизайн ротора є ключовим у високошвидкісній безчесній конструкції двигуна, з основними міркуваннями, включаючи: вибір діаметра ротора та довжини, вибір постійних магнітних матеріалів та застосованих методів захисту (оскільки постійні магніти не можуть витримати величезні відцентрові сили, що стикаються з високою швидкістю і повинні бути захищені з високими матеріалами). Це передбачає аналіз міцності та жорсткості ротора та конструкції підшипників (оскільки високошвидкісні безщірні двигуни не можуть використовувати стандартні підшипники і натомість повинні використовувати безконтактні типи, такі як повітря або магнітні підшипники).

Для високошвидкісних безчесних двигунів конструкція постійного магнітового ротора повинна враховувати як електромагнітні, так і механічні аспекти. Це означає, що постійний магнітний ротор повинен забезпечити достатньо сильне обертальне магнітне поле для обмоток статора, а також здатний протистояти величезним відцентровим силам, що утворюється при високошвидкісному обертанні.

Високошвидкісний Безчесні двигуни, як правило, мають менше полюсів, як правило, використовуючи 2 або 4 полюси. 2-полюсний двигун полегшує використання твердої конструкції для постійних магнітів для забезпечення механічної та електромагнітної симетрії. Крім того, магнітне поле ядра статора та обмотка струму та частота 2-полюсного двигуна-лише половина, ніж у 4 полюсного двигуна, що допомагає зменшити втрати заліза та міді в двигун. Однак головним недоліком 2-полюсних двигунів є те, що обмотки статора довші і потребують більшої області ядра статора.

Вибір Постійні матеріали магнітів у високошвидкісних безчесних двигунах значно впливають на розмір та продуктивність двигуна. Вибираючи постійні магнітні матеріали, міркування включають:

1. Для підвищення щільності та ефективності потужності двигуна слід вибирати матеріали з високою залишковою щільністю потоку, коерністю та продуктом магнітної енергії.

2. Крива демагнетизації постійного магнітного матеріалу повинна лінійно змінюватися в межах допустимого діапазону робочої температури. Для забезпечення робочої температури постійного магнітного ротора не перевищує температуру демагнетизації магнітів, слід використовувати високотемпературні стійкі постійні магнітні матеріали.

Враховуючи величезні відцентрові сили, з якими повинні витримати високошвидкісні безщірні двигуни постійних магнітних роторів, механічні властивості магнітних матеріалів також є критичними. Враховуючи технічні вимоги та матеріальні витрати, спікають неодимовий залізний борон, тип порошкового металургійного постійного магнітного матеріалу. Методи захисту цих магнітів включають додавання високоміцного, немагнітного захисного кожуха поза магнітом, щільно пристосованого до нього. Інший метод захисту передбачає використання смуги вуглецевого волокна для закріплення магнітів.