I. Suurinopeuksisen moottorin esittely
Nopealla moottorilla tarkoitetaan yleensä moottoria, jonka nopeus ylittää 10000 r/min. Nopeat moottorit ovat kooltaan pieniä, ne voidaan kytkeä suoraan nopeisiin kuormiin, mikä eliminoi perinteisten mekaanisten nopeudenlisälaitteiden tarpeen, vähentää järjestelmän melua ja parantaa järjestelmän siirtotehokkuutta. Tällä hetkellä oikosulkumoottorit, kestomagneettimoottorit ja kytketyt reluktanssimoottorit ovat tärkeimmät, jotka ovat onnistuneet saavuttamaan suuren nopeuden.
Suurnopeuksisten moottoreiden pääominaisuudet ovat suuri roottorin nopeus, suuri staattorin käämitysvirta ja vuotaajuus ytimessä, korkea tehotiheys ja häviötiheys. Nämä ominaisuudet määräävät, että nopealla moottorilla on erilainen kuin normaalinopeuksisen moottorin ainutlaatuinen avainteknologia ja suunnittelumenetelmät, suunnittelu- ja valmistusvaikeudet ovat usein eksponentiaalisesti suurempia kuin normaalinopeuksisen moottorin.
Nopean moottorin sovellukset.
( 1) Nopeita moottoreita käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten ilmastointilaitteiden tai jääkaappien keskipakokompressoreissa.
(2) Hybridiajoneuvojen kehittymisen myötä autoteollisuudessa tarjotaan pienikokoisia ja kevyitä nopeita generaattoreita täysi huomio ja hyvät sovellusmahdollisuudet hybridiajoneuvojen, lentoliikenteen, laivojen jne. aloilla.
(3) Kaasuturbiinilla toimivat nopeat generaattorit ovat kooltaan pieniä ja niillä on suuri liikkuvuus, ja niitä voidaan käyttää varavarana. virtalähde joihinkin tärkeisiin tiloihin tai itsenäisenä virtalähteenä tai pienenä voimalaitoksena korvaamaan keskitetyn tehonsyötön puute, jolla on tärkeää käytännön arvoa.
Toinen, nopea moottorin kehitystilanne kotimaassa ja ulkomailla
1、Nopea oikosulkumoottori
Induktiomoottorin roottorin rakenne on yksinkertainen, pieni pyörimisinertia, ja se voi toimia pitkään korkeassa lämpötilassa ja suurella nopeudella, joten oikosulkumoottoria käytetään laajalti suurnopeuskentässä .
Tällä hetkellä kotimainen ja ulkomainen nopea oikosulkumoottori, jonka teho on suurin 15MW, nopeus 20000 r/min, kehitetty ABB:lle vuonna 2002, käyttäen kiinteää roottorirakennetta. Nopea oikosulkumoottorin nopeus on suurin Westwind Air Bearingsin kehittämä, nopeus 300 000 r/min, sen teho on 200 W, käytetään piirilevyporakoneen karaan. Vastaavasti ulkomaille on toteutettu koemoottorina käytettävä nopea oikosulkumoottori, jonka teho on 10 kW ja nopeus 180 000 r/min.
Alla olevassa kuvassa on Westwind Airin kehittämä nopea oikosulkumoottori. Laakerit, joiden teho on 200 W ja nopeus 300 000 r/min.
Kotimainen tutkimus on suhteellisen taaksepäin, joista Shenyangin teknillinen yliopisto, Chongqing Dema Electric, Naval Engineering University, Zhejiangin yliopisto ja muut tutkimusyksiköt ovat tehneet paljon tutkimustyötä nopeiden induktiomoottoreiden parissa.
Chongqing Dema Motor on kehittänyt 100 kW:n, 25 000 r/min nopean oikosulkumoottorin. Shenyangin teknillinen yliopisto on tehnyt tutkimusta nopeista induktiomoottoreista, joiden teho on 280 kW, nopeus 12 000 r/min, lineaarinen nopeus 132 m/s ja yleinen laminoitu rakenne. Naval Engineering University on tehnyt tutkimusta nopeista 2,5 MW:n oikosulkumoottoreista jne.
2、High-speed kestomagneettimoottori
Kestomagneettimoottorit ovat suosittuja nopeissa sovelluksissa niiden korkean hyötysuhteen, korkean tehokerroin ja suuri nopeusalue. Verrattuna ulomman roottorin kestomagneettimoottoriin, sisemmän roottorin kestomagneettimoottorin etuna on pieni roottorin säde ja korkea luotettavuus, ja siitä tulee ensimmäinen valinta nopeille moottoreille.
Tällä hetkellä nopeiden kestomagneettimoottoreiden joukossa kotimaassa ja ulkomailla Yhdysvalloissa tutkitaan tehokkain nopea kestomagneettimoottori, jonka teho on 8MW ja nopeus 15000r/min. Se on pintaan asennettu kestomagneettiroottori, jossa on hiilikuituinen suojaholkki ja jäähdytysjärjestelmä, joka käyttää ilmajäähdytteisen ja vesijäähdytteisen yhdistelmää nopeille moottoreille, joihin on yhdistetty kaasuturbiineja.
Sveitsiläinen ETH Zurich suunnitteli suurin nopeus nopea kestomagneettimoottori. Parametrit ovat 500000 r/min, teho 1kW, lineaarinen nopeus 261m/s ja käytetty metalliseossuojavaippa.
Nopeiden kestomagneettimoottorien kotimainen tutkimus on keskittynyt pääasiassa Zhejiangin yliopistoon, Shenyangin teknilliseen yliopistoon, Harbin Institute of Technology, Harbin Institute of Technology, Xi'an Jiaotong University, Nanjing Aerospace Motor, Southeast University, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu University, Beijing Jiaotong University, Guangdongin teknillinen yliopisto, CSR Zhuzhou Motor Co.
He ovat tehneet tutkimusta nopeiden moottoreiden suunnitteluominaisuuksista, häviöominaisuuksista, roottorin lujuus- ja jäykkyyslaskelmista sekä jäähdytysjärjestelmän suunnittelusta ja lämpötilan nousulaskelmista sekä tuottaneet eri teholuokkien ja -nopeuksien suurnopeuksia prototyyppejä. __@3、Kytkentäreluktanssimoottori
Kytketyt reluktanssimoottorit herättävät huomiota yksinkertaisen rakenteensa, kestävyytensä, alhaisten kustannustensa ja korkean lämpötilan kestävyytensä vuoksi, ja niitä käytetään yhä enemmän nopeissa sovelluksissa.
Suurin nopeuden maksimiteho kytketyn reluktanssimoottorin teho on 250 kW ja nopeus 22 000 r/min, maksiminopeus 200 000 r/min ja teho 1 kW.
Nanjingin ilmailu- ja astronautiikkayliopisto, Pekingin Jiaotongin yliopisto ja Huazhongin tiede- ja teknologiayliopisto ovat suorittaneet tutkimustyö nopeilla kytketyillä reluktanssimoottoreilla, joista Nanjingin ilmailu- ja astronautiikkayliopisto on kehittänyt 1 kW:n, 130 000 r/min kytketyn
Nopeiden moottoreiden tärkeimmät tutkimus- ja kehityssuunnat ovat.
Tutkimus on suuren tehon nopean moottorin ja erittäin nopean nopean moottorin keskeiset kysymykset; yhdistetty suunnittelu, joka perustuu monifysikaaliseen kenttään ja monialaisuuteen; staattori-roottorihäviön teoreettinen tutkimus ja kokeellinen todentaminen; uusien materiaalien, kuten kestomagneettimateriaalien, joilla on korkea lujuus ja korkea lämpötilankesto, sekä korkean lämmönjohtavuuden omaavien kuitumateriaalien kehittäminen ja käyttö; lujien roottorilaminoitujen materiaalien ja rakenteen tutkimus; nopeiden laakereiden käyttö eri teho- ja nopeustasoilla; hyvä lämmönpoisto Nopeiden moottorien ohjausjärjestelmän suunnittelu; Uuden roottorin käsittely- ja kokoonpanoteknologian kehittäminen teollistumisen vaatimuksiin jne.
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.
