Auton käyttömoottorin nopeusalue on usein suhteellisen laaja, mutta äskettäin törmäsin insinööriajoneuvoprojektiin ja koin, että asiakkaan vaatimukset olivat erittäin vaativia.Tässä ei ole kätevää sanoa tarkkoja tietoja. Yleisesti ottaen nimellisteho on useita satoja kilowatteja, nimellisnopeus on n(N) ja vakiotehon maksiminopeus n(max) on noin 3,6 kertaa n(N):n; moottoria ei arvioida suurimmalla nopeudella. tehoa, jota ei käsitellä tässä artikkelissa.
Tavanomainen tapa on lisätä nimellisnopeutta sopivasti, jolloin vakiotehonopeuden alue pienenee.Haittana on, että jännite alkuperäisessä nimellisnopeuspisteessä pienenee ja virta kasvaa; Ottaen kuitenkin huomioon, että ajoneuvon virta on suurempi alhaisella nopeudella ja suurella vääntömomentilla, on yleisesti hyväksyttävää siirtää nimellisnopeuspistettä tällä tavalla.Voi kuitenkin olla, että autoteollisuus on liian monimutkaista. Asiakas vaatii, että virran tulee olla periaatteessa muuttumaton koko vakiotehoalueella, joten joudumme harkitsemaan muita menetelmiä.
Ensimmäisenä tulee mieleen se, että koska lähtöteho ei voi saavuttaa nimellistehoa vakiotehon maksiminopeuspisteen n(max) ylityksen jälkeen, pienennämme nimellistehoa sopivasti ja n(max) kasvaa (tuntuu) vähän kuin NBA-supertähti "ei voi voittaa Liity vain", tai koska epäonnistuit kokeessa 58 pisteellä ja asetit sitten läpäisyviivaksi 50 pistettä), tämä on moottorin kapasiteetin lisääminen ylinopeuskyvyn parantamiseksi.Jos esimerkiksi suunnittelemme 100 kW:n moottorin ja merkitsemme nimellistehoksi 50 kW, eikö vakiotehoalue parantuisi huomattavasti?Jos 100 kW voi ylittää nopeuden 2 kertaa, ei ole ongelma ylittää nopeus vähintään 3 kertaa 50 kW:lla.
Tietenkin tämä ajatus voi jäädä vain ajatteluvaiheeseen.Kaikki tietävät, että ajoneuvoissa käytettävien moottoreiden määrä on erittäin rajoitettu, eikä suurille tehoille ole juurikaan tilaa, ja myös kustannusten hallinta on erittäin tärkeää.Joten tämä menetelmä ei vieläkään voi ratkaista todellista ongelmaa.
Pohditaanpa vakavasti, mitä tämä käännekohta tarkoittaa.Kohdassa n(max) suurin teho on nimellisteho, toisin sanoen suurin vääntömomenttikerroin k(T)=1,0; jos k(T)>1,0 tietyssä nopeuspisteessä, se tarkoittaa, että sillä on jatkuva tehonlaajennuskyky.Onko siis totta, että mitä suurempi k(T), sitä vahvempi on nopeuden laajennuskyky?Niin kauan kuin k(T) nimellisnopeuden pisteessä n(N) on suunniteltu riittävän suureksi, voiko vakiotehon nopeuden säätöalue 3,6 kertaa täyttyä?
Kun jännite määritetään, jos vuotoreaktanssi pysyy muuttumattomana, suurin vääntömomentti on kääntäen verrannollinen nopeuteen ja maksimivääntömomentti pienenee nopeuden kasvaessa; itse asiassa, myös vuotoreaktanssi muuttuu nopeuden mukana, josta keskustellaan myöhemmin.
Moottorin nimellisteho (vääntömomentti) liittyy läheisesti useisiin tekijöihin, kuten eristystasoon ja lämmönpoistoolosuhteisiin. Yleensä suurin vääntömomentti on 2-2,5 kertaa nimellismomentti, eli k(T)≈2-2,5. Kun moottorin kapasiteetti kasvaa, k(T) pyrkii pienenemään.Kun vakiotehoa ylläpidetään nopeudella n(N)~n(max), T=9550*P/n mukaan, nimellismomentin ja nopeuden välinen suhde on myös kääntäen verrannollinen.Joten jos (huomaa, että tämä on subjunktiivinen mieliala) vuotoreaktanssi ei muutu nopeuden mukana, suurin vääntömomenttikerroin k(T) pysyy muuttumattomana.
Itse asiassa me kaikki tiedämme, että reaktanssi on yhtä suuri kuin induktanssin ja kulmanopeuden tulo.Kun moottori on valmis, induktanssi (vuotoinduktanssi) on lähes muuttumaton; moottorin nopeus kasvaa ja staattorin ja roottorin vuotoreaktanssi kasvaa suhteessa, joten nopeus, jolla maksimivääntömomentti pienenee, on suurempi kuin nimellismomentti.Kunnes n(max), k(T)=1,0.
Yllä on keskusteltu niin paljon vain sen selittämiseksi, että kun jännite on vakio, nopeuden lisääminen on prosessi, jossa kT laskee asteittain.Jos haluat suurentaa tasaisen tehon nopeusaluetta, sinun on lisättävä k(T) nimellisnopeudella.Tämän artikkelin esimerkki n(max)/n(N)=3,6 ei tarkoita, että k(T)=3,6 olisi riittävä nimellisnopeudella.Koska tuulen kitkahäviö ja rautasydänhäviö ovat suurempia suurilla nopeuksilla, vaaditaan k(T)≥3,7.
Suurin vääntömomentti on suunnilleen kääntäen verrannollinen staattorin ja roottorin vuotoreaktanssien summaan, eli
1. Sarjaan kytkettyjen johtimien lukumäärän vähentäminen staattorin jokaisessa vaiheessa tai rautasydämen pituuden vähentäminen vaikuttaa merkittävästi staattorin ja roottorin vuotoreaktanssiin, ja se olisi asetettava etusijalle;
2. Lisää staattorin urien määrää ja vähennä staattorin urien (päät, harmoniset) ominaisvuodon permeanssia, joka on tehokas staattorin vuotoreaktanssille, mutta sisältää monia valmistusprosesseja ja voi vaikuttaa muihin suorituskykyihin, joten on suositeltavaa varovainen;
3. Useimmissa käytetyissä häkkityyppisissä roottoreissa roottorin rakojen lukumäärän lisääminen ja roottorin ominaisvuotoläpäisykyvyn (erityisesti roottorin rakojen ominaisvuotoläpäisykyvyn) vähentäminen on tehokas roottorin vuotoreaktanssille, ja se voidaan hyödyntää täysimääräisesti.
Tarkemman laskentakaavan löydät oppikirjasta "Moottorin suunnittelu", jota ei toisteta tässä.
Keskitehoisissa ja suuritehoisissa moottoreissa on yleensä vähemmän kierroksia, ja pienet säädöt vaikuttavat suuresti suorituskykyyn, joten hienosäätö roottorin puolelta on helpompaa.Toisaalta taajuuden kasvun vaikutuksen vähentämiseksi sydänhäviöön käytetään yleensä ohuempia korkealaatuisia piiteräslevyjä.
Yllä olevan ideasuunnittelukaavion mukaan laskettu arvo on saavuttanut asiakkaan tekniset vaatimukset.
PS: Anteeksi tilin virallinen vesileima, joka peittää joitain kaavan kirjaimia.Onneksi nämä kaavat löytyvät helposti "Sähkötekniikasta" ja "Moottorisuunnittelusta", toivottavasti ne eivät vaikuta lukemiseen.
Postitusaika: 13.3.2023