La gamma di velocità del motore di azionamento dell'auto è spesso relativamente ampia, ma recentemente sono entrato in contatto con un progetto di ingegneria automobilistica e ho ritenuto che le esigenze del cliente fossero molto esigenti.Non è conveniente riportare qui i dati specifici. In generale, la potenza nominale è di diverse centinaia di kilowatt, la velocità nominale è n(N) e la velocità massima n(max) di potenza costante è circa 3,6 volte quella di n(N); il motore non viene valutato alla massima velocità. potere, di cui non si parla in questo articolo.
Il modo più comune è aumentare la velocità nominale in modo appropriato, in modo che l'intervallo di velocità a potenza costante si riduca.Lo svantaggio è che la tensione al punto di velocità nominale originale diminuisce e la corrente diventa maggiore; tuttavia, considerando che la corrente del veicolo è maggiore a bassa velocità e coppia elevata, è generalmente accettabile spostare il punto di velocità nominale in questo modo.Tuttavia, può darsi che l’industria automobilistica sia troppo complicata. Il cliente richiede che la corrente rimanga sostanzialmente invariata nell'intero intervallo di potenza costante, quindi dobbiamo considerare altri metodi.
La prima cosa che mi viene in mente è che, poiché la potenza in uscita non può raggiungere la potenza nominale dopo aver superato il punto di velocità massima n(max) di potenza costante, allora riduciamo adeguatamente la potenza nominale e n(max) aumenterà (sembra un po' come una superstar dell'NBA “non puoi battere Just join”, o visto che hai fallito l'esame con 58 punti, quindi imposta la linea di passaggio a 50 punti), questo per aumentare la capacità del motore per migliorare la capacità di velocità.Ad esempio, se progettiamo un motore da 100 kW e poi contrassegniamo la potenza nominale come 50 kW, l'intervallo di potenza costante non migliorerà notevolmente?Se 100 kW possono superare la velocità di 2 volte, non è un problema superare la velocità di almeno 3 volte a 50 kW.
Naturalmente, questa idea può rimanere solo nella fase di riflessione.Tutti sanno che il volume dei motori utilizzati nei veicoli è fortemente limitato e che non c'è quasi spazio per l'alta potenza e che anche il controllo dei costi è molto importante.Quindi questo metodo non è ancora in grado di risolvere il problema reale.
Consideriamo seriamente cosa significa questo punto di flesso.A n(max), la potenza massima è la potenza nominale, ovvero il multiplo di coppia massimo k(T)=1,0; se k(T)>1.0 ad un certo punto di velocità, significa che ha una capacità di espansione di potenza costante.Quindi è vero che maggiore è k(T), maggiore è la capacità di espansione della velocità?Finché il k(T) nel punto n(N) della velocità nominale è progettato sufficientemente grande, è possibile soddisfare l'intervallo di regolazione della velocità a potenza costante di 3,6 volte?
Una volta determinata la tensione, se la reattanza di dispersione rimane invariata, la coppia massima è inversamente proporzionale alla velocità, e la coppia massima diminuisce all'aumentare della velocità; infatti anche la reattanza di dispersione cambia con la velocità, di cui parleremo più avanti.
La potenza nominale (coppia) del motore è strettamente correlata a vari fattori come il livello di isolamento e le condizioni di dissipazione del calore. Generalmente, la coppia massima è 2~2,5 volte la coppia nominale, ovvero k(T)≈2~2,5. All’aumentare della capacità motoria, k(T) tende a diminuire.Quando la potenza costante viene mantenuta alla velocità n(N)~n(max), secondo T=9550*P/n, anche il rapporto tra la coppia nominale e la velocità è inversamente proporzionale.Quindi, se (notare che questo è il modo congiuntivo) la reattanza di dispersione non cambia con la velocità, il multiplo di coppia massimo k(T) rimane invariato.
Infatti, sappiamo tutti che la reattanza è uguale al prodotto dell'induttanza e della velocità angolare.Una volta completato il motore, l'induttanza (induttanza di dispersione) rimane pressoché invariata; la velocità del motore aumenta e la reattanza di dispersione dello statore e del rotore aumenta proporzionalmente, quindi la velocità alla quale diminuisce la coppia massima è più veloce della coppia nominale.Fino a n(max), k(T)=1,0.
Molto è stato discusso sopra, solo per spiegare che quando la tensione è costante, il processo di aumento della velocità è il processo di diminuzione graduale di kT.Se si desidera aumentare l'intervallo di velocità a potenza costante, è necessario aumentare k(T) alla velocità nominale.L'esempio n(max)/n(N)=3,6 in questo articolo non significa che k(T)=3,6 sia sufficiente alla velocità nominale.Poiché la perdita per attrito dovuta al vento e la perdita del nucleo di ferro sono maggiori alle alte velocità, è richiesto k(T)≥3,7.
La coppia massima è approssimativamente inversamente proporzionale alla somma della reattanza di dispersione dello statore e del rotore
1. La riduzione del numero di conduttori in serie per ciascuna fase dello statore o della lunghezza del nucleo di ferro è significativamente efficace per la reattanza di dispersione dello statore e del rotore e dovrebbe essere data priorità;
2. Aumentare il numero di cave dello statore e ridurre la permeabilità di dispersione specifica delle cave dello statore (estremità, armoniche), che è efficace per la reattanza di dispersione dello statore, ma coinvolge molti processi di produzione e può influenzare altre prestazioni, quindi si consiglia di essere cauto;
3. Per la maggior parte dei rotori a gabbia utilizzati, l'aumento del numero di cave del rotore e la riduzione della permeabilità di perdita specifica del rotore (in particolare la permeabilità di perdita specifica delle cave del rotore) sono efficaci per la reattanza di dispersione del rotore e possono essere pienamente utilizzati.
Per la formula di calcolo specifica si rimanda al libro di testo “Motor Design”, che non verrà qui ripetuto.
I motori di media e alta potenza solitamente hanno meno giri e piccole regolazioni hanno un grande impatto sulle prestazioni, quindi la regolazione fine dal lato del rotore è più fattibile.D'altra parte, per ridurre l'influenza dell'aumento di frequenza sulla perdita del nucleo, vengono solitamente utilizzate lamiere di acciaio al silicio di alta qualità più sottili.
Secondo lo schema di progettazione dell'idea di cui sopra, il valore calcolato ha raggiunto i requisiti tecnici del cliente.
PS: Ci scusiamo per la filigrana dell'account ufficiale che copre alcune lettere nella formula.Fortunatamente, queste formule sono facili da trovare in “Ingegneria Elettrica” e “Progettazione Motoristica”, spero che non influenzino la tua lettura.
Orario di pubblicazione: 13 marzo 2023