Araba tahrik motorunun hız aralığı genellikle nispeten geniştir, ancak yakın zamanda bir mühendislik aracı projesiyle temasa geçtim ve müşterinin gereksinimlerinin çok zorlu olduğunu hissettim.Burada spesifik verileri söylemek doğru değil. Genel olarak konuşursak, nominal güç birkaç yüz kilovattır, nominal hız n(N)'dir ve sabit gücün maksimum hızı n(maks), n(N)'ninkinin yaklaşık 3,6 katıdır; motor en yüksek hızda değerlendirilmez. Bu makalede tartışılmayan güç.
Genel yol, nominal hızı uygun şekilde artırmaktır, böylece sabit güç hızı aralığı küçülür.Dezavantajı ise orijinal nominal hız noktasındaki voltajın azalması ve akımın artmasıdır; ancak aracın akımının düşük hız ve yüksek torkta daha yüksek olduğu göz önüne alındığında, nominal hız noktasının bu şekilde kaydırılması genel olarak kabul edilebilir.Ancak motor endüstrisinin çok karmaşık olması da mümkündür. Müşteri, akımın sabit güç aralığı boyunca temel olarak değişmemesini talep ediyor, bu nedenle diğer yöntemleri dikkate almamız gerekiyor.
Aklımıza ilk gelen şey, sabit gücün maksimum hız noktası n(max) aşıldıktan sonra çıkış gücü nominal güce ulaşamadığı için nominal gücü uygun şekilde düşürüyoruz ve n(max) artacak (hissediliyor) Tıpkı bir NBA süperstarının "yenemeyeceği Sadece katıl" ya da sınavda 58 puanla başarısız olduğunuz için geçiş çizgisini 50 puana ayarlamanız gibi), bu, hızlanma yeteneğini geliştirmek için motorun kapasitesini arttırmaktır.Örneğin, 100kW'lık bir motor tasarlarsak ve ardından nominal gücü 50kW olarak işaretlersek, sabit güç aralığı büyük ölçüde artmaz mı?100kW hızı 2 kat aşabiliyorsa 50kW'ta hızı en az 3 kat aşmak sorun değil.
Elbette bu fikir ancak düşünme aşamasında kalabilir.Araçlarda kullanılan motorların hacminin ciddi derecede sınırlı olduğunu, yüksek güce neredeyse yer kalmadığını, maliyet kontrolünün de çok önemli olduğunu herkes biliyor.Yani bu yöntem hala asıl sorunu çözemiyor.
Bu dönüm noktasının ne anlama geldiğini ciddi olarak düşünelim.n(maks)'ta maksimum güç, nominal güçtür, yani maksimum tork katı k(T)=1,0'dır; Belirli bir hız noktasında k(T)>1,0 ise sabit güç genişleme yeteneğine sahip olduğu anlamına gelir.Peki k(T) ne kadar büyükse hız genişletme yeteneğinin o kadar güçlü olduğu doğru mu?Nominal hızın n(N) noktasındaki k(T) yeterince büyük tasarlandığı sürece, 3,6 katlık sabit güç hızı düzenleme aralığı karşılanabilir mi?
Gerilim belirlendiğinde kaçak reaktansı değişmeden kalırsa maksimum tork hız ile ters orantılıdır ve hız arttıkça maksimum tork azalır; aslında kaçak reaktansı da hızla değişir; bu konu daha sonra tartışılacaktır.
Motorun nominal gücü (torku), yalıtım seviyesi ve ısı dağıtım koşulları gibi çeşitli faktörlerle yakından ilişkilidir. Genel olarak maksimum tork, nominal torkun 2~2,5 katıdır, yani k(T)≈2~2,5. Motor kapasitesi arttıkça k(T) azalma eğilimi gösterir.T=9550*P/n'ye göre sabit güç n(N)~n(max) hızında muhafaza edildiğinde, nominal tork ile hız arasındaki ilişki de ters orantılıdır.Dolayısıyla, eğer (bunun dilek kipi olduğuna dikkat edin) kaçak reaktansı hız ile değişmiyorsa, maksimum tork katı k(T) değişmeden kalır.
Aslında hepimiz reaktansın endüktans ile açısal hızın çarpımına eşit olduğunu biliyoruz.Motor tamamlandıktan sonra endüktans (kaçak endüktans) neredeyse değişmez; motor hızı artar ve stator ile rotorun kaçak reaktansı orantılı olarak artar, böylece maksimum torkun azaldığı hız, nominal torktan daha hızlı olur.n(max), k(T)=1,0'a kadar.
Yukarıda, voltaj sabit olduğunda hızı artırma sürecinin kT'nin kademeli olarak azalması süreci olduğunu açıklamak için çok fazla tartışıldı.Sabit güç hızı aralığını artırmak istiyorsanız nominal hızda k(T) değerini artırmanız gerekir.Bu makaledeki n(max)/n(N)=3,6 örneği, nominal hızda k(T)=3,6'nın yeterli olduğu anlamına gelmez.Rüzgar sürtünme kaybı ve demir çekirdek kaybı yüksek hızlarda daha fazla olduğundan k(T)≥3,7 gereklidir.
Maksimum tork, stator ve rotor kaçak reaktansının toplamı ile yaklaşık olarak ters orantılıdır;
1. Statorun her bir fazı için seri halindeki iletkenlerin sayısının veya demir çekirdeğin uzunluğunun azaltılması, stator ve rotorun kaçak reaktansı açısından önemli ölçüde etkilidir ve buna öncelik verilmelidir;
2. Stator yuvalarının sayısını artırın ve stator sızıntı reaktansı için etkili olan ancak birçok üretim sürecini içeren ve diğer performansları etkileyebilecek olan stator yuvalarının (uçlar, harmonikler) spesifik sızıntı geçirgenliğini azaltın, bu nedenle dikkatli;
3. Kullanılan çoğu kafes tipi rotor için, rotor yuvalarının sayısını arttırmak ve rotorun spesifik sızıntı geçirgenliğini azaltmak (özellikle rotor yuvalarının spesifik sızıntı geçirgenliği), rotor sızıntı reaktansı için etkilidir ve tam olarak kullanılabilir.
Özel hesaplama formülü için lütfen burada tekrarlanmayacak olan “Motor Tasarımı” ders kitabına bakınız.
Orta ve yüksek güçlü motorlar genellikle daha az dönüşe sahiptir ve hafif ayarlamaların performans üzerinde büyük etkisi vardır, bu nedenle rotor tarafından ince ayar yapılması daha uygundur.Öte yandan, frekans artışının çekirdek kaybı üzerindeki etkisini azaltmak için genellikle daha ince, yüksek kaliteli silikon çelik saclar kullanılır.
Yukarıdaki fikir tasarım şemasına göre hesaplanan değer müşterinin teknik gereksinimlerine ulaştı.
Not: Formüldeki bazı harfleri kapsayan resmi hesap filigranı için özür dileriz.Neyse ki bu formülleri “Elektrik Mühendisliği” ve “Motor Tasarımı”nda bulmak kolaydır, umarım okumanızı etkilemez.
Gönderim zamanı: Mart-13-2023