I. Introducerea motorului de mare viteză
Motorul de mare viteză se referă de obicei la motorul a cărui viteză depășește 10000 r/min. Motoarele de mare viteză au dimensiuni mici, pot fi conectate direct la sarcini de mare viteză, eliminând necesitatea dispozitivelor mecanice tradiționale de creștere a vitezei, reducând zgomotul sistemului și îmbunătățind eficiența transmisiei sistemului. În prezent, motoarele cu inducție, motoarele cu magnet permanenți și motoarele cu reluctanță comutată sunt principalele care au atins cu succes viteză mare.
Principalele caracteristici ale motoarelor de mare viteză sunt viteza mare a rotorului, curentul mare de înfășurare a statorului și frecvența fluxului în miez, densitate mare de putere și densitate de pierdere. Aceste caracteristici determină că motorul de mare viteză este diferit de motorul cu viteză normală tehnologia cheie unică și metodele de proiectare, dificultățile de proiectare și producție sunt adesea exponențial mai mari decât motorul de viteză normală.
Aplicații ale motoarelor de mare viteză.
( 1) Motoarele de mare viteză sunt utilizate în diverse aplicații, cum ar fi compresoare centrifugale pentru aparate de aer condiționat sau frigidere.
(2) Odată cu dezvoltarea vehiculelor hibride în industria auto, vor fi date generatoare de mare viteză de dimensiuni mici și greutate redusă. atenție deplină și să aibă perspective bune de aplicare în domeniile vehiculelor hibride, aviației, navelor etc.
(3) Generatoarele de mare viteză acționate de turbine cu gaz sunt de dimensiuni mici și au mobilitate ridicată și pot fi utilizate ca rezervă sursă de energie pentru unele facilități importante, sau ca sursă de energie independentă sau centrală mică pentru a compensa lipsa sursei de alimentare centralizată, care are o valoare practică importantă.
Al doilea, starea de dezvoltare a motoarelor de mare viteză în țară și în străinătate
1、Motor cu inducție de mare viteză
Structura rotorului motorului cu inducție este simplă, cu inerție de rotație scăzută și poate funcționa mult timp la temperatură ridicată și viteză mare, astfel încât motorul cu inducție este utilizat pe scară largă în domeniul de mare viteză .
În prezent, motorul cu inducție de mare viteză națională și străină, puterea celui mai mare 15MW, viteza sa de 20000 r / min, dezvoltat pentru ABB în 2002, folosind o structură solidă a rotorului. Viteza motorului cu inducție de mare viteză este cea mai mare dezvoltată de Westwind Air Bearings, viteza de 300000 r/min, puterea sa este de 200 W, utilizată pentru axul mașinii de găurit PCB. În mod similar, un motor cu inducție de mare viteză cu o putere de 10 kW și o viteză de 180.000 r/min a fost realizat în străinătate pentru a fi utilizat ca motor de testare.
Imaginea de mai jos arată un motor cu inducție de mare viteză dezvoltat de Westwind Air Rulmenți cu o putere de 200 W și o viteză de 300.000 r/min.
Cercetarea internă este relativ înapoiată, printre care Universitatea de Tehnologie Shenyang, Chongqing Dema Electric, Universitatea de Inginerie Navală, Universitatea Zhejiang și alte unități de cercetare au efectuat un multă muncă de cercetare asupra motoarelor cu inducție de mare viteză.
Chongqing Dema Motor a dezvoltat un motor cu inducție de mare viteză de 100kW, 25000r/min. Universitatea de Tehnologie din Shenyang a efectuat cercetări asupra motoarelor cu inducție de mare viteză, cu putere de 280 kW, viteză de 12000 r/min, viteză liniară de 132 m/s și structură laminată comună. Universitatea de Inginerie Navală a efectuat cercetări asupra motoarelor cu inducție de mare viteză de 2,5 MW etc.
2、Motoare cu magnet permanent de mare viteză
Motoarele cu magnet permanenți sunt populare în aplicațiile de mare viteză datorită eficienței lor ridicate, factor de putere și interval mare de viteză. În comparație cu motorul cu magnet permanent cu rotorul exterior, motorul cu magnet permanent cu rotorul interior are avantajele razei mici a rotorului și a fiabilității ridicate, devenind prima alegere pentru motoarele de mare viteză.
În prezent, printre motoarele cu magnet permanenți de mare viteză în țară și în străinătate, cel mai puternic motor cu magnet permanent de mare viteză este cercetat în Statele Unite, cu o putere de 8MW și o viteză de 15000r/min. Este un rotor cu magnet permanent montat pe față, cu un manșon de protecție din fibră de carbon și un sistem de răcire care utilizează o combinație de răcire cu aer și răcire cu apă pentru motoare de mare viteză combinate cu turbine cu gaz.
ETH elvețian din Zurich a proiectat motor cu magnet permanent de mare viteză. Parametrii sunt 500000 r/min, puterea este de 1kW, viteza liniară este de 261m/s și se folosește o manta de protecție din aliaj.
Cercetarea internă asupra motorului cu magnet permanent de mare viteză este concentrată în principal la Universitatea Zhejiang, Universitatea de Tehnologie Shenyang, Institutul de Tehnologie Harbin, Institutul de Tehnologie Harbin, Universitatea Xi'an Jiaotong, Nanjing Aerospace Motor, Universitatea de Sud-Est, Universitatea de Aeronautică și Astronautică din Beijing, Universitatea Jiangsu, Universitatea Jiaotong din Beijing, Universitatea de Tehnologie Guangdong, CSR Zhuzhou Motor Co.
Ei au efectuat cercetări privind caracteristicile de proiectare, caracteristicile de pierdere, puterea rotorului și calculul rigidității, precum și proiectarea sistemului de răcire și calculul creșterii temperaturii motoarelor de mare viteză și au produs prototipuri de mare viteză de diferite clase de putere și viteze.
3、Motor cu reluctanță de comutare
Motoarele cu reluctanță comutată atrag atenția pentru structura lor simplă, robustețe, costuri reduse și rezistență la temperaturi ridicate și sunt din ce în ce mai utilizate în aplicații de mare viteză.
Puterea maximă a vitezei mari motorul cu reluctanță comutat este de 250 kW și viteza este de 22000r/min, iar viteza maximă este de 200000r/min și puterea este de 1kW.
Universitatea de Aeronautică și Astronautică Nanjing, Universitatea Jiaotong din Beijing și Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong au efectuat munca de cercetare asupra motoarelor cu reluctanță comutată de mare viteză, printre care Universitatea de Aeronautică și Astronautică din Nanjing a dezvoltat un comutator de 1 kW, 130.000 r/min
Principalele direcții de cercetare și dezvoltare ale motoarelor de mare viteză sunt.
Cercetarea privind problemele cheie ale motorului de mare viteză de mare putere și motorului de mare viteză de mare viteză; proiectare cuplată bazată pe câmp multifizic și multidisciplină; cercetare teoretică și verificare experimentală a pierderilor stator-rotor; dezvoltarea și aplicarea de noi materiale, cum ar fi materiale cu magnet permanenți cu rezistență ridicată și rezistență la temperaturi ridicate, materiale din fibre cu conductivitate termică ridicată; cercetare asupra materialelor și structurii laminate cu rotor de înaltă rezistență; aplicarea rulmenților de mare viteză la diferite niveluri de putere și viteză; disipare bună a căldurii Proiectarea sistemului de control al motorului de mare viteză; Dezvoltarea de noi tehnologii de procesare și asamblare a rotorului pentru a îndeplini cerințele de industrializare etc.
