I. Kiire mootori kasutuselevõtt
Kiire mootori all mõeldakse tavaliselt mootorit, mille kiirus ületab 10000 p/min. Kiired mootorid on väikese suurusega, neid saab otse ühendada kiirete koormustega, välistades vajaduse traditsiooniliste mehaaniliste kiiruse suurendamise seadmete järele, vähendades süsteemi müra ja parandades süsteemi ülekande efektiivsust. Praegu on asünkroonmootorid, püsimagnetmootorid ja lülitatud reluktantsmootorid peamised, mis on edukalt saavutanud suure kiiruse.
Kiirmootorite põhiomadused on suur rootori kiirus, suur staatori mähise vool ja voo sagedus südamikus, suur võimsustihedus ja kadude tihedus. Need omadused määravad kindlaks, et suurel kiirusel töötav mootor erineb tavapärastest mootoritest ainulaadse võtmetehnoloogia ja disainimeetodite poolest, projekteerimis- ja tootmisraskused on sageli eksponentsiaalselt suuremad kui normaalkiirusega mootoritel.
Kiirete mootorite rakendused.
( 1) Kiireid mootoreid kasutatakse mitmesugustes rakendustes, nagu kliimaseadmete või külmikute tsentrifugaalkompressorid.
(2) Hübriidsõidukite arendamisega autotööstuses hakatakse kasutama väikese suurusega ja kergeid kiireid generaatoreid täielikku tähelepanu ja häid rakendusväljavaateid hübriidsõidukite, lennunduse, laevade jne valdkonnas.
(3) Gaasiturbiinidega käitatavad kiired generaatorid on väikese mõõtmega ja suure liikuvusega ning neid saab kasutada varuna. toiteallikana mõnele olulisele rajatisele või iseseisva toiteallikana või väikese elektrijaamana, et korvata tsentraliseeritud toiteallika puudumist, millel on oluline praktiline väärtus.
Teiseks kiire mootori arendamise staatus kodu- ja välismaal
1、Kiire asünkroonmootor
Asünkroonmootori rootori struktuur on lihtne, väikese pöörlemisinertsiga ning võib töötada pikka aega kõrgel temperatuuril ja suurel kiirusel, nii et asünkroonmootorit kasutatakse laialdaselt suurel kiirusel .
Praegu on 2002. aastal ABB jaoks välja töötatud kodumaine ja välismaine kiire asünkroonmootor, mille võimsus on suurim 15 MW ja mille kiirus on 20 000 p/min. Kiire asünkroonmootori kiirus on Westwind Air Bearingsi poolt välja töötatud suurim, kiirus 300 000 p/min, selle võimsus on 200 W, kasutatakse PCB-puurmasina spindli jaoks. Sarnaselt on välismaal proovimootorina kasutamiseks realiseeritud kiire asünkroonmootor võimsusega 10 kW ja kiirusega 180 000 p/min.
Alloleval pildil on Westwind Airi poolt välja töötatud kiire asünkroonmootor. Laagrid võimsusega 200 W ja kiirusega 300 000 p/min.
Siseriiklikud uuringud on suhteliselt mahajäänud, sealhulgas Shenyangi Tehnikaülikool, Chongqing Dema Electric, Naval Engineering University, Zhejiang University ja teised uurimisüksused on läbi viinud palju uurimistööd kiirete asünkroonmootorite kohta.
Chongqing Dema Motor on välja töötanud 100kW, 25000r/min kiire asünkroonmootori. Shenyangi Tehnikaülikool on läbi viinud uuringuid kiirete asünkroonmootorite kohta, mille võimsus on 280 kW, kiirus 12000 r/min, lineaarkiirus 132 m/s ja tavaline lamineeritud struktuur. Naval Engineering University on läbi viinud uuringuid kiirete, 2,5 MW asünkroonmootorite jms kohta.
2、Kiire püsimagnetmootor
Püsimagnetmootorid on suure kasuteguri tõttu populaarsed kiiretes rakendustes. võimsustegur ja suur kiirusvahemik. Võrreldes välisrootori püsimagnetmootoriga on sisemise rootori püsimagnetmootori eeliseks väike rootori raadius ja kõrge töökindlus, mistõttu on see kiirete mootorite esimene valik.
Praegu on kiirete püsimagnetmootorite hulgas kodus ja välismaal uuritakse USA-s võimsaimat kiiret püsimagnetmootorit, mille võimsus on 8MW ja kiirus 15000r/min. See on esiküljele paigaldatav püsimagnetrootor, millel on süsinikkiust kaitsehülss ja jahutussüsteem, mis kasutab õhk- ja vesijahutuse kombinatsiooni kiirete mootorite jaoks koos gaasiturbiinidega.
Šveitsi ETH Zürich kujundas suurima kiirusega suure kiirusega püsimagnetmootor. Parameetrid on 500000 p/min, võimsus 1kW, lineaarkiirus 261m/s ja kasutatakse sulamist kaitseümbrist.
Kiire püsimagnetmootori kodumaised uuringud on koondunud peamiselt Zhejiangi ülikooli, Shenyangi tehnikaülikooli, Harbini tehnoloogiainstituut, Harbini tehnoloogiainstituut, Xi'an Jiaotongi ülikool, Nanjing Aerospace Motor, Kaguülikool, Pekingi lennundus- ja astronautikaülikool, Jiangsu ülikool, Pekingi Jiaotongi ülikool, Guangdongi tehnikaülikool, CSR Zhuzhou Motor Co.
Nad on läbi viinud uuringuid kiirete mootorite konstruktsioonikarakteristikute, kadude karakteristikute, rootori tugevuse ja jäikuse arvutamise, samuti jahutussüsteemi projekteerimise ja temperatuuritõusu arvutamise kohta ning tootnud erineva võimsusklassi ja kiirusega kiireid prototüüpe.
3、Lülitusreluktantsusmootor
Lülitatavad reluktantsmootorid äratavad tähelepanu oma lihtsa struktuuri, vastupidavuse, madala hinna ja kõrge temperatuuritaluvuse poolest ning neid kasutatakse üha enam kiiretes rakendustes.
Kiire mootori maksimaalne võimsus. Lülitatud reluktantsmootori võimsus on 250 kW ja kiirus 22 000 r/min ning maksimaalne kiirus on 200 000 r/min ja võimsus on 1 kW.
Nanjingi lennundus- ja astronautikaülikool, Pekingi Jiaotongi ülikool ja Huazhongi teadus- ja tehnoloogiaülikool uurimistööd kiirete lülitatud reluktantsmootorite kohta, mille hulgas on Nanjingi Lennundus- ja Astronautikaülikool välja töötanud 1 kW, 130 000 p/min lülitatud
Kiirmootorite uurimis- ja arendustegevuse peamised suunad on.
Uuringud on suure võimsusega kiire mootori ja ülikiire kiirmootori põhiprobleemid; seotud disain, mis põhineb mitmel füüsilisel väljal ja multidistsipliinil; staatori-rootori kadude teoreetiline uurimine ja eksperimentaalne kontrollimine; uute materjalide, nagu suure tugevusega ja kõrge temperatuuritaluvusega püsimagnetmaterjalid, kõrge soojusjuhtivusega kiudmaterjalid, väljatöötamine ja rakendamine; kõrgtugevate rootorlamineeritud materjalide ja struktuuri uuringud; kiirlaagrite rakendamine erinevatel võimsus- ja kiirustasemetel; hea soojuse hajumine Kiire mootori juhtimissüsteemi projekteerimine; Uue rootori töötlemise ja montaaži tehnoloogia väljatöötamine, mis vastab industrialiseerimise nõuetele jne.
