Zakres prędkości silnika napędowego samochodu jest często stosunkowo szeroki, ale ostatnio zetknąłem się z projektem pojazdu inżynieryjnego i czułem, że wymagania klienta są bardzo wysokie.Nie jest wygodnie podawać tutaj konkretne dane. Ogólnie rzecz biorąc, moc znamionowa wynosi kilkaset kilowatów, prędkość znamionowa wynosi n(N), a maksymalna prędkość n(max) przy stałej mocy jest około 3,6 razy większa niż n(N); silnik nie jest oceniany przy najwyższej prędkości. mocy, o czym nie mowa w tym artykule.
Typowym sposobem jest odpowiednie zwiększenie prędkości znamionowej, tak aby zakres prędkości stałej mocy stał się mniejszy.Wadą jest to, że napięcie w pierwotnym punkcie prędkości znamionowej maleje, a prąd staje się większy; jednakże biorąc pod uwagę, że prąd pojazdu jest wyższy przy niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym, ogólnie akceptowalne jest takie przesunięcie punktu prędkości znamionowej.Może się jednak zdarzyć, że przemysł motoryzacyjny jest zbyt skomplikowany. Klient wymaga, aby prąd był zasadniczo niezmieniony w całym zakresie stałej mocy, dlatego musimy rozważyć inne metody.
Pierwszą rzeczą, która przychodzi na myśl, jest to, że skoro moc wyjściowa nie może osiągnąć mocy znamionowej po przekroczeniu punktu prędkości maksymalnej n(max) stałej mocy, to odpowiednio zmniejszamy moc znamionową, a n(max) wzrośnie (wydaje się, że trochę jak gwiazda NBA „nie da się pokonać Po prostu dołącz” lub skoro nie zdałeś egzaminu z 58 punktami, a następnie ustaw linię mijania na 50 punktów), ma to na celu zwiększenie mocy silnika w celu poprawy zdolności do przyspieszania.Na przykład, jeśli zaprojektujemy silnik o mocy 100 kW, a następnie oznaczymy moc znamionową jako 50 kW, czy zakres stałej mocy nie ulegnie znacznej poprawie?Jeżeli 100kW może przekroczyć prędkość 2 razy, to nie ma problemu, aby przekroczyć prędkość co najmniej 3 razy przy 50kW.
Oczywiście pomysł ten może pozostać jedynie na etapie myślenia.Wszyscy wiedzą, że ilość silników stosowanych w pojazdach jest mocno ograniczona i prawie nie ma miejsca na duże moce, a kontrola kosztów jest również bardzo ważna.Zatem ta metoda nadal nie rozwiązuje rzeczywistego problemu.
Zastanówmy się poważnie, co oznacza ten punkt przegięcia.Przy n(max) moc maksymalna jest mocą znamionową, to jest wielokrotnością maksymalnego momentu obrotowego k(T)=1,0; jeśli k(T)>1,0 w pewnym punkcie prędkości, oznacza to, że ma stałą zdolność zwiększania mocy.Czy więc prawdą jest, że im większe k(T), tym silniejsza jest zdolność zwiększania prędkości?Jeśli k(T) w punkcie n(N) prędkości znamionowej jest odpowiednio duże, czy zakres regulacji prędkości przy stałej mocy wynoszący 3,6-krotność może zostać spełniony?
Po określeniu napięcia, jeśli reaktancja rozproszenia pozostaje niezmieniona, maksymalny moment obrotowy jest odwrotnie proporcjonalny do prędkości, a maksymalny moment obrotowy maleje wraz ze wzrostem prędkości; w rzeczywistości reaktancja wycieku również zmienia się wraz z prędkością, co zostanie omówione później.
Moc znamionowa (moment obrotowy) silnika jest ściśle powiązana z różnymi czynnikami, takimi jak poziom izolacji i warunki rozpraszania ciepła. Ogólnie rzecz biorąc, maksymalny moment obrotowy jest 2 ~ 2,5 razy większy od momentu znamionowego, to znaczy k(T)≈2~2,5. Wraz ze wzrostem mocy silnika k(T) ma tendencję do zmniejszania się.Przy utrzymaniu stałej mocy przy prędkości n(N)~n(max), zgodnie z T=9550*P/n, zależność momentu znamionowego od prędkości obrotowej jest również odwrotnie proporcjonalna.Zatem jeśli (zauważ, że jest to tryb łączący) reaktancja wycieku nie zmienia się wraz z prędkością, maksymalny moment obrotowy będący wielokrotnością k(T) pozostaje niezmieniony.
W rzeczywistości wszyscy wiemy, że reaktancja jest równa iloczynowi indukcyjności i prędkości kątowej.Po ukończeniu silnika indukcyjność (indukcyjność rozproszenia) pozostaje prawie niezmieniona; prędkość silnika wzrasta, a reaktancja rozproszenia stojana i wirnika rośnie proporcjonalnie, więc prędkość, przy której maleje maksymalny moment obrotowy, jest większa niż moment znamionowy.Do n(max), k(T)=1,0.
Tyle już omówiliśmy powyżej, żeby wyjaśnić, że gdy napięcie jest stałe, proces zwiększania prędkości jest procesem stopniowego zmniejszania się kT.Jeśli chcesz zwiększyć zakres prędkości stałej mocy, musisz zwiększyć k(T) przy prędkości znamionowej.Przykład n(max)/n(N)=3,6 w tym artykule nie oznacza, że k(T)=3,6 jest wystarczające przy prędkości znamionowej.Ponieważ straty spowodowane tarciem wiatru i straty w rdzeniu żelaznym są większe przy dużych prędkościach, wymagane jest k(T)≥3,7.
Maksymalny moment obrotowy jest w przybliżeniu odwrotnie proporcjonalny do sumy reaktancji rozproszenia stojana i wirnika
1. Zmniejszenie liczby przewodów połączonych szeregowo dla każdej fazy stojana lub długości rdzenia żelaznego jest znacząco skuteczne w przypadku reaktancji rozproszenia stojana i wirnika i powinno być traktowane priorytetowo;
2. Zwiększ liczbę żłobków stojana i zmniejsz przenikalność właściwą żłobków stojana (końcówki, harmoniczne), co jest skuteczne w przypadku reaktancji rozproszenia stojana, ale wymaga wielu procesów produkcyjnych i może wpływać na inne parametry, dlatego zaleca się ostrożny;
3. W przypadku większości stosowanych wirników klatkowych zwiększenie liczby szczelin wirnika i zmniejszenie specyficznej przepuszczalności wycieków wirnika (zwłaszcza specyficznej przepuszczalności szczelin wirnika) jest skuteczne w przypadku reaktancji rozproszenia wirnika i może zostać w pełni wykorzystane.
Konkretny wzór obliczeniowy można znaleźć w podręczniku „Konstrukcja silnika”, który nie będzie tutaj powtarzany.
Silniki średniej i dużej mocy mają zwykle mniej obrotów, a niewielkie regulacje mają ogromny wpływ na wydajność, więc dostrojenie od strony wirnika jest bardziej wykonalne.Z drugiej strony, aby zmniejszyć wpływ wzrostu częstotliwości na straty w rdzeniu, zwykle stosuje się cieńsze blachy ze stali krzemowej wysokiej jakości.
Zgodnie z powyższym schematem projektu pomysłu obliczona wartość osiągnęła wymagania techniczne klienta.
PS: Przepraszamy za oficjalny znak wodny konta zakrywający niektóre litery we wzorze.Na szczęście wzory te można łatwo znaleźć w „Inżynierii elektrycznej” i „Konstrukcji silników”, mam nadzieję, że nie wpłynie to na Twoją lekturę.
Czas publikacji: 13 marca 2023 r