I. Увядзенне высакахуткаснага рухавіка
Высакахуткасны рухавік звычайна адносіцца да рухавіка, хуткасць якога перавышае 10000 аб/мін. Высакахуткасныя рухавікі маюць невялікія памеры, іх можна непасрэдна падключаць да высакахуткасных нагрузак, ухіляючы патрэбу ў традыцыйных механічных прыладах для павелічэння хуткасці, памяншаючы шум сістэмы і паляпшаючы эфектыўнасць перадачы сістэмы. У цяперашні час асінхронныя рухавікі, рухавікі з пастаяннымі магнітамі і рэактыўныя рухавікі з'яўляюцца асноўнымі, якія паспяхова дасягаюць высокай хуткасці.
Асноўнымі характарыстыкамі хуткасных рухавікоў з'яўляюцца высокая хуткасць ротара, высокі ток абмоткі статара і частата патоку ў стрыжні, высокая шчыльнасць магутнасці і шчыльнасць страт. Гэтыя характарыстыкі вызначаюць, што высакахуткасны рухавік адрозніваецца ад звычайнага хуткаснага рухавіка, унікальнай ключавой тэхналогіяй і метадамі праектавання, складанасці праектавання і вытворчасці часта значна большыя, чым звычайнага хуткаснага рухавіка.
Прымяненне высакахуткасных рухавікоў.
( 1) Высокахуткасныя рухавікі выкарыстоўваюцца ў розных сферах прымянення, такіх як цэнтрабежныя кампрэсары для кандыцыянераў паветра або халадзільнікаў.
(2) З развіццём гібрыдных транспартных сродкаў у аўтамабільнай прамысловасці з'явяцца малыя памеры і лёгкія высакахуткасныя генератары поўная ўвага і маюць добрыя перспектывы прымянення ў галіне гібрыдных транспартных сродкаў, авіяцыі, караблёў і г.д.
(3) Высакахуткасныя генератары, якія працуюць ад газавых турбін, маюць малыя памеры і высокую мабільнасць, і могуць выкарыстоўвацца ў якасці рэзервовых крыніца сілкавання для некаторых важных аб'ектаў або ў якасці незалежнай крыніцы сілкавання або невялікай электрастанцыі, каб кампенсаваць недахоп цэнтралізаванага электразабеспячэння, што мае важнае практычнае значэнне.
Па-другое, стан развіцця высакахуткасных рухавікоў у краіне і за мяжой
1、Высокахуткасны асінхронны рухавік
Канструкцыя ротара асінхроннага рухавіка простая, мае нізкую інэрцыю кручэння і можа працаваць працяглы час пры высокай тэмпературы і высокай хуткасці, таму асінхронны рухавік шырока выкарыстоўваецца ў высакахуткасных галінах .
У цяперашні час айчынныя і замежныя высакахуткасныя асінхронныя рухавікі, магутнасць найбуйнейшага 15 МВт, яго хуткасць 20000 аб / мін, распрацаваны для ABB у 2002 годзе, з выкарыстаннем суцэльнай структуры ротара. Хуткасць высакахуткаснага асінхроннага рухавіка з'яўляецца самай вялікай, распрацаванай Westwind Air Bearings, хуткасць 300000 аб / мін, яго магутнасць 200 Вт, выкарыстоўваецца для шпіндзеля свідравальнай машыны для друкаваных плат. Аналагічным чынам высакахуткасны асінхронны рухавік магутнасцю 10 кВт і хуткасцю 180 000 аб/мін быў рэалізаваны за мяжой для выкарыстання ў якасці выпрабавальнага рухавіка.
На малюнку ніжэй паказаны высакахуткасны асінхронны рухавік, распрацаваны Westwind Air Падшыпнікі з магутнасцю 200 Вт і хуткасцю 300 000 аб/мін.
Айчынныя даследаванні адносна адсталыя, сярод якіх Шэньянскі тэхналагічны ўніверсітэт, Чунцынскі дэма-электрык, Ваенна-марскі інжынерны універсітэт, Універсітэт Чжэцзяна і іншыя даследчыя падраздзяленні правялі шмат даследчых работ па высакахуткасных асінхронных рухавіках.
Chongqing Dema Motor распрацавала высакахуткасны асінхронны рухавік магутнасцю 100 кВт, 25000 аб/мін. Тэхналагічны ўніверсітэт Шэньяна правёў даследаванні высакахуткасных асінхронных рухавікоў магутнасцю 280 кВт, хуткасцю 12000 аб/мін, лінейнай хуткасцю 132 м/с і звычайнай ламінаванай структурай. Ваенна-марскі інжынерны універсітэт правёў даследаванні высакахуткасных асінхронных рухавікоў магутнасцю 2,5 МВт і г.д.
2、Высокахуткасны рухавік з пастаяннымі магнітамі
Рухавікі з пастаяннымі магнітамі папулярныя ў высакахуткасных прылажэннях з-за іх высокай эфектыўнасці, высокай каэфіцыент магутнасці і вялікі дыяпазон хуткасцяў. У параўнанні з рухавіком з пастаяннымі магнітамі з вонкавым ротарам, рухавік з пастаяннымі магнітамі з унутраным ротарам мае такія перавагі, як малы радыус ротара і высокая надзейнасць, і становіцца першым выбарам для высакахуткасных рухавікоў.
У цяперашні час сярод высакахуткасных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі у краіне і за мяжой, самы магутны высакахуткасны рухавік з пастаяннымі магнітамі даследаваны ў Злучаных Штатах, з магутнасцю 8 МВт і хуткасцю 15000r/мін. Гэта ротар з пастаянным магнітам, усталяваны на тарцы, з ахоўнай гільзой з вугляроднага валакна і сістэмай астуджэння, якая выкарыстоўвае камбінацыю паветранага і вадзянога астуджэння для высакахуткасных рухавікоў, якія спалучаюцца з газавымі турбінамі.
Швейцарскі ETH Zurich распрацаваў высокая хуткасць высокахуткаснага рухавіка з пастаяннымі магнітамі. Параметры 500000 аб/мін, магутнасць 1 кВт, лінейная хуткасць 261 м/с, выкарыстоўваецца ахоўная абалонка са сплаву.
Унутраныя даследаванні высакахуткасных рухавікоў з пастаяннымі магнітамі ў асноўным сканцэнтраваны ў Чжэцзянскім універсітэце, Шэньянскім тэхналагічным універсітэце, Харбінскі тэхналагічны інстытут, Харбінскі тэхналагічны інстытут, Універсітэт Сіань Цзяотун, Нанкінскі аэракасмічны рухавік, Паўднёва-Усходні ўніверсітэт, Пекінскі ўніверсітэт аэранаўтыкі і астранаўтыкі, Універсітэт Цзянсу, Пекінскі ўніверсітэт Цзяотун, Гуандунскі тэхналагічны ўніверсітэт, CSR Zhuzhou Motor Co.
Яны правялі даследаванні канструктыўных характарыстык, характарыстык страт, разліку трываласці і калянасці ротара, а таксама канструкцыі сістэмы астуджэння і разліку павышэння тэмпературы высакахуткасных рухавікоў, а таксама вырабілі высакахуткасныя прататыпы розных класаў магутнасці і хуткасцей.
3、Рэфектыўны рухавік
Рэфектыўны рухавік прыцягвае ўвагу сваёй простай структурай, трываласцю, нізкім коштам і высокай тэмпературай і ўсё часцей выкарыстоўваецца ў высокахуткасных прылажэннях.
Максімальная магутнасць высокай хуткасці рэактыўны рухавік складае 250 кВт, хуткасць 22000 аб/мін, максімальная хуткасць 200 000 аб/мін і магутнасць 1 кВт.
Нанкінскі ўніверсітэт аэранаўтыкі і астранаўтыкі, Пекінскі ўніверсітэт Цзяотун і Навукова-тэхналагічны ўніверсітэт Хуачжун правялі даследчая праца па высакахуткасных рэактыўных рухавіках, сярод якіх Нанкінскі ўніверсітэт аэранаўтыкі і астранаўтыкі распрацаваў пераключаны рухавік магутнасцю 1 кВт, 130 000 аб/хв.
Асноўныя напрамкі даследаванняў і распрацовак высакахуткасных рухавікоў: ключавыя пытанні высокай магутнасці высакахуткаснага рухавіка і звышвысокай хуткасці высакахуткаснага рухавіка; спалучаны дызайн, заснаваны на мульты-фізічнай вобласці і мульты-дысцыпліне; тэарэтычныя даследаванні і эксперыментальная праверка статар-ротарных страт; распрацоўка і прымяненне новых матэрыялаў, такіх як матэрыялы з пастаяннымі магнітамі з высокай трываласцю і высокай тэрмаўстойлівасцю, валакністыя матэрыялы з высокай цеплаправоднасцю; даследаванне высокатрывалых ротарных ламінаваных матэрыялаў і структуры; прымяненне высакахуткасных падшыпнікаў розных узроўняў магутнасці і хуткасці; добрае рассейванне цяпла Дызайн сістэмы кіравання высакахуткасным рухавіком; Распрацоўка новай тэхналогіі апрацоўкі і зборкі ротараў для задавальнення патрабаванняў індустрыялізацыі і інш.
Research on key issues of high power high-speed motor and ultra-high speed high-speed motor; coupled design based on multi-physical field and multi-discipline; theoretical research and experimental verification of stator-rotor loss; development and application of new materials such as permanent magnet materials with high strength and high temperature resistance, fiber materials with high thermal conductivity; research on high-strength rotor laminated materials and structure; application of high-speed bearings under different power and speed levels; good heat dissipation Design of high speed motor control system; Development of new rotor processing and assembly technology to meet the industrialization requirements, etc.
