Το εύρος ταχύτητας του κινητήρα κίνησης αυτοκινήτου είναι συχνά σχετικά μεγάλο, αλλά πρόσφατα ήρθα σε επαφή με ένα έργο μηχανικού οχήματος και ένιωσα ότι οι απαιτήσεις του πελάτη ήταν πολύ απαιτητικές.Δεν είναι βολικό να πούμε τα συγκεκριμένα δεδομένα εδώ. Σε γενικές γραμμές, η ονομαστική ισχύς είναι αρκετές εκατοντάδες κιλοβάτ, η ονομαστική ταχύτητα είναι n(N) και η μέγιστη ταχύτητα n(max) σταθερής ισχύος είναι περίπου 3,6 φορές μεγαλύτερη από αυτή του n(N). ο κινητήρας δεν αξιολογείται στην υψηλότερη ταχύτητα. δύναμη, η οποία δεν συζητείται σε αυτό το άρθρο.
Ο συνήθης τρόπος είναι να αυξήσετε κατάλληλα την ονομαστική ταχύτητα, έτσι ώστε το εύρος της σταθερής ταχύτητας ισχύος να γίνει μικρότερο.Το μειονέκτημα είναι ότι η τάση στο αρχικό σημείο ονομαστικής ταχύτητας μειώνεται και το ρεύμα γίνεται μεγαλύτερο. Ωστόσο, λαμβάνοντας υπόψη ότι το ρεύμα του οχήματος είναι υψηλότερο σε χαμηλή ταχύτητα και υψηλή ροπή, είναι γενικά αποδεκτό να μετατοπίζεται το σημείο ονομαστικής ταχύτητας με αυτόν τον τρόπο.Ωστόσο, μπορεί η αυτοκινητοβιομηχανία να είναι πολύ περίπλοκη. Ο πελάτης απαιτεί το ρεύμα να είναι βασικά αμετάβλητο σε όλο το εύρος σταθερής ισχύος, επομένως πρέπει να εξετάσουμε άλλες μεθόδους.
Το πρώτο πράγμα που μας έρχεται στο μυαλό είναι ότι εφόσον η ισχύς εξόδου δεν μπορεί να φτάσει την ονομαστική ισχύ μετά την υπέρβαση του σημείου μέγιστης ταχύτητας n(max) σταθερής ισχύος, τότε μειώνουμε την ονομαστική ισχύ κατάλληλα και το n(max) θα αυξηθεί (αισθάνεται λίγο σαν ένας σούπερ σταρ του ΝΒΑ «δεν μπορεί να νικήσει Απλώς εγγραφείτε», ή αφού απέτυχες στην εξέταση με 58 πόντους και μετά όρισε τη γραμμή επιτυχίας στους 50 βαθμούς), αυτό γίνεται για να αυξηθεί η χωρητικότητα του κινητήρα για να βελτιώσει την ικανότητα ταχύτητας.Για παράδειγμα, εάν σχεδιάσουμε έναν κινητήρα 100 kW και στη συνέχεια επισημάνουμε την ονομαστική ισχύ ως 50 kW, δεν θα βελτιωθεί σημαντικά το εύρος σταθερής ισχύος;Εάν τα 100 kW μπορούν να υπερβούν την ταχύτητα κατά 2 φορές, δεν είναι πρόβλημα να υπερβείτε την ταχύτητα κατά τουλάχιστον 3 φορές στα 50 kW.
Φυσικά, αυτή η ιδέα μπορεί να παραμείνει μόνο στο στάδιο της σκέψης.Όλοι γνωρίζουν ότι ο όγκος των κινητήρων που χρησιμοποιούνται στα οχήματα είναι πολύ περιορισμένος και ότι δεν υπάρχει σχεδόν κανένας χώρος για υψηλή ισχύ, ενώ ο έλεγχος του κόστους είναι επίσης πολύ σημαντικός.Επομένως, αυτή η μέθοδος εξακολουθεί να μην μπορεί να λύσει το πραγματικό πρόβλημα.
Ας εξετάσουμε σοβαρά τι σημαίνει αυτό το σημείο καμπής.Στο n(max), η μέγιστη ισχύς είναι η ονομαστική ισχύς, δηλαδή το πολλαπλάσιο της μέγιστης ροπής k(T)=1,0; εάν k(T)>1,0 σε ένα συγκεκριμένο σημείο ταχύτητας, σημαίνει ότι έχει σταθερή δυνατότητα επέκτασης ισχύος.Είναι αλήθεια λοιπόν ότι όσο μεγαλύτερο είναι το k(T), τόσο ισχυρότερη είναι η ικανότητα επέκτασης ταχύτητας;Εφόσον το k(T) στο σημείο n(N) της ονομαστικής ταχύτητας έχει σχεδιαστεί αρκετά μεγάλο, μπορεί να ικανοποιηθεί το εύρος ρύθμισης της σταθερής ταχύτητας ισχύος 3,6 φορές;
Όταν προσδιορίζεται η τάση, εάν η αντίδραση διαρροής παραμένει αμετάβλητη, η μέγιστη ροπή είναι αντιστρόφως ανάλογη της ταχύτητας και η μέγιστη ροπή μειώνεται όσο αυξάνεται η ταχύτητα. Στην πραγματικότητα, η αντίδραση διαρροής αλλάζει επίσης με την ταχύτητα, η οποία θα συζητηθεί αργότερα.
Η ονομαστική ισχύς (ροπή) του κινητήρα σχετίζεται στενά με διάφορους παράγοντες όπως το επίπεδο μόνωσης και τις συνθήκες απαγωγής θερμότητας. Γενικά, η μέγιστη ροπή είναι 2~2,5 φορές η ονομαστική ροπή, δηλαδή k(T)≈2~2,5. Καθώς η χωρητικότητα του κινητήρα αυξάνεται, το k(T) τείνει να μειώνεται.Όταν η σταθερή ισχύς διατηρείται στην ταχύτητα n(N)~n(max), σύμφωνα με το T=9550*P/n, η σχέση μεταξύ της ονομαστικής ροπής και της ταχύτητας είναι επίσης αντιστρόφως ανάλογη.Έτσι, εάν (σημειώστε ότι αυτή είναι η υποτακτική διάθεση) η αντίδραση διαρροής δεν αλλάζει με την ταχύτητα, το πολλαπλάσιο της μέγιστης ροπής k(T) παραμένει αμετάβλητο.
Στην πραγματικότητα, όλοι γνωρίζουμε ότι η αντίδραση είναι ίση με το γινόμενο της επαγωγής και της γωνιακής ταχύτητας.Αφού ολοκληρωθεί ο κινητήρας, η αυτεπαγωγή (επαγωγή διαρροής) παραμένει σχεδόν αμετάβλητη. η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται και η αντίδραση διαρροής του στάτη και του ρότορα αυξάνεται αναλογικά, επομένως η ταχύτητα με την οποία μειώνεται η μέγιστη ροπή είναι μεγαλύτερη από την ονομαστική ροπή.Μέχρι n(max), k(T)=1,0.
Τόσα πολλά έχουν συζητηθεί παραπάνω, απλώς για να εξηγηθεί ότι όταν η τάση είναι σταθερή, η διαδικασία αύξησης της ταχύτητας είναι η διαδικασία του kT που σταδιακά μειώνεται.Εάν θέλετε να αυξήσετε το εύρος σταθερής ταχύτητας ισχύος, πρέπει να αυξήσετε το k(T) στην ονομαστική ταχύτητα.Το παράδειγμα n(max)/n(N)=3,6 σε αυτό το άρθρο δεν σημαίνει ότι το k(T)=3,6 είναι αρκετό για την ονομαστική ταχύτητα.Επειδή η απώλεια τριβής ανέμου και η απώλεια πυρήνα σιδήρου είναι μεγαλύτερες σε υψηλές ταχύτητες, απαιτείται k(T)≥3,7.
Η μέγιστη ροπή είναι περίπου αντιστρόφως ανάλογη με το άθροισμα της αντίδρασης διαρροής του στάτορα και του ρότορα, δηλαδή
1. Η μείωση του αριθμού των αγωγών σε σειρά για κάθε φάση του στάτη ή του μήκους του πυρήνα του σιδήρου είναι σημαντικά αποτελεσματική για την αντίδραση διαρροής του στάτορα και του ρότορα και θα πρέπει να δοθεί προτεραιότητα.
2. Αυξήστε τον αριθμό των υποδοχών του στάτη και μειώστε την ειδική διαπερατότητα διαρροής των υποδοχών στάτη (άκρα, αρμονικές), η οποία είναι αποτελεσματική για την αντίσταση διαρροής στάτη, αλλά περιλαμβάνει πολλές διαδικασίες κατασκευής και μπορεί να επηρεάσει άλλες επιδόσεις, γι' αυτό συνιστάται να προσεκτικός;
3. Για τους περισσότερους ρότορες τύπου κλωβού που χρησιμοποιούνται, η αύξηση του αριθμού των σχισμών του ρότορα και η μείωση της ειδικής διαπερατότητας διαρροής του ρότορα (ειδικά η ειδική διαπερατότητα διαρροής των σχισμών του ρότορα) είναι αποτελεσματική για την αντίδραση διαρροής ρότορα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί πλήρως.
Για τον συγκεκριμένο τύπο υπολογισμού, ανατρέξτε στο εγχειρίδιο «Σχεδίαση κινητήρα», το οποίο δεν θα επαναληφθεί εδώ.
Οι κινητήρες μέσης και υψηλής ισχύος έχουν συνήθως λιγότερες στροφές και οι μικρές ρυθμίσεις έχουν μεγάλο αντίκτυπο στην απόδοση, επομένως η λεπτομέρεια από την πλευρά του ρότορα είναι πιο εφικτή.Από την άλλη πλευρά, προκειμένου να μειωθεί η επίδραση της αύξησης της συχνότητας στην απώλεια πυρήνα, συνήθως χρησιμοποιούνται λεπτότερα φύλλα πυριτίου υψηλής ποιότητας.
Σύμφωνα με το παραπάνω σχέδιο σχεδίασης ιδεών, η υπολογιζόμενη αξία έχει φτάσει τις τεχνικές απαιτήσεις του πελάτη.
ΥΓ: Συγγνώμη για το επίσημο υδατογράφημα λογαριασμού που καλύπτει ορισμένα γράμματα στον τύπο.Ευτυχώς, αυτοί οι τύποι είναι εύκολο να βρεθούν στα «Ηλεκτρολόγων Μηχανικών» και «Σχεδίαση κινητήρα», ελπίζω ότι δεν θα επηρεάσει την ανάγνωσή σας.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-13-2023