Moduron Cydamserol Magnet Parhaol: Dyluniad a Chymhwyso Strwythur Rotor ar gyfer Gweithrediadau Cyflymder Uchel mewn Amgylcheddau Tymheredd Uchel

Mewn{0}}meysydd pen uchel megis awyrofod, archwilio petrolewm,-cynhyrchu offer pen uchel, a cherbydau ynni newydd,-cyflymder uchelmoduron synchronous magnet parhaol(PMSMs) mewn amgylcheddau tymheredd uchel wedi dod yn gydrannau craidd systemau gyrru oherwydd eu manteision craidd o effeithlonrwydd uchel, arbed ynni, dwysedd pŵer uchel, a chyflymder ymateb cyflym. Fel cludwr allweddol ar gyfer trosi ynni modur, mae dyluniad strwythur y rotor yn pennu'n uniongyrchol sefydlogrwydd gweithredol, allbwn pŵer a bywyd gwasanaeth y modur o dan amodau gwaith deuol llym tymheredd uchel (gan gyfeirio fel arfer at dymheredd gweithredu sy'n fwy na neu'n hafal i 150 gradd) a chyflymder uchel (cyflymder cylchdro Yn fwy na neu'n hafal i 10000r/munud). Gan gyfuno arferion technegol y diwydiant a'r canlyniadau ymchwil diweddaraf, mae'r erthygl hon yn manylu ar y pwyntiau dylunio craidd, mathau prif ffrwd, dewis deunyddiau, a strategaethau optimeiddio strwythur rotor PMSMs cyflymder uchel mewn amgylcheddau tymheredd uchel, gan ddarparu cyfeiriad proffesiynol i ymarferwyr diwydiant a hwyluso uwchraddio technolegau cysylltiedig a gweithredu cynnyrch.

Mae arosod amodau gwaith deuol tymheredd uchel a chyflymder uchel yn cyflwyno tri gofyniad llym craidd ar gyfer strwythur y rotor: yn gyntaf, ymwrthedd tymheredd uchel a gwrth-ddadmagneteiddio. Bydd tymheredd uchel yn arwain at wanhau priodweddau magnetig magnetau parhaol, a hyd yn oed demagnetization anghildroadwy, gan effeithio'n uniongyrchol ar allbwn pŵer y modur; yn ail, gwrth-allgyrchol a gwrth-shedding. Mae'r grym allgyrchol enfawr a gynhyrchir gan gylchdroi cyflym yn debygol o achosi peryglon diogelwch megis dadffurfiad strwythur rotor a cholli magnet parhaol; trydydd, colli isel a rheoli codiad tymheredd. Bydd y golled gyfredol rotor eddy yn cynyddu gyda chynnydd cyflymder cylchdro, gan gynyddu'r tymheredd ymhellach, gan ffurfio cylch dieflig o "golled tymheredd uchel - - demagnetization". Felly, mae angen i ddyluniad strwythur y rotor gydbwyso'r tri gofyniad craidd o wrthwynebiad tymheredd uchel, grym gwrth-allgyrchol, a cholled isel.

Ar hyn o bryd, mae'r strwythurau rotor o-gyflymder uchelmoduron synchronous magnet parhaolMae PMSMs sy'n addas ar gyfer amgylcheddau tymheredd uchel wedi'u rhannu'n dri chategori yn bennaf: mewnol-wedi'i osod ar yr wyneb, a chyfansawdd. Mae gan bob math o strwythur ei ffocws ei hun ar resymeg dylunio a dewis deunydd yn unol â'r senarios perthnasol, gan ystyried ymarferoldeb a dibynadwyedd, a chwmpasu anghenion gwahanol amodau gwaith tymheredd uchel a chyflymder uchel.

Y{0}}strwythur mewnol wedi'i osod yw'r math a ddefnyddir amlaf mewn senarios tymheredd uchel a chyflymder uchel. Ei fantais graidd yw bod y magnetau parhaol wedi'u hymgorffori y tu mewn i graidd y rotor, gan osgoi amlygiad uniongyrchol i'r magnetau parhaol i amgylcheddau tymheredd uchel, ac ar yr un pryd, yn dibynnu ar y strwythur craidd i wella cryfder mecanyddol y rotor a gwrthsefyll grym allgyrchol cyflymder uchel. Gellir rhannu'r strwythur hwn ymhellach yn strwythurau rhwystr magnetig mewnol a mewnol. Mae'r strwythur wedi'i fewnosod yn gosod y magnetau parhaol trwy slotiau craidd y rotor ac yn eu hatgyfnerthu â gludyddion sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel i atal y magnetau parhaol rhag symud yn ystod-cylchdroi cyflym; mae'r strwythur rhwystr magnetig mewnol yn blocio llwybr cerrynt eddy trwy osod haenau lluosog o rwystrau magnetig, yn lleihau colled cerrynt eddy rotor, yn lleihau'r osgled codiad tymheredd, ac ar yr un pryd yn gwella'r effaith cysgodi magnetig i amddiffyn y magnetau parhaol rhag ymyrraeth maes magnetig allanol.

Mae'r strwythur rotor mewnol wedi'i osod yn addas ar gyfer senarios gyda chyflymder cylchdroi o 10000-30000r/munud a thymheredd gweithredu o 150-250 gradd , megis moduron sy'n cynnal peiriannau aero a moduron pwmp tymheredd uchel. O ran dewis deunydd, mae craidd y rotor yn bennaf yn mabwysiadu dalennau dur silicon isel o 0.2mm neu lai nad ydynt yn canolbwyntio ar golled, fel Baosteel B20AT1200, a all leihau colled craidd yn effeithiol; mae'n well gan fagnetau parhaol dur magnetig cobalt (SmCo) uchel neu ddur magnetig gradd tymheredd uchel-haearn{19}}boron (NdFeB). Yn eu plith, mae gan ddur magnetig SmCo dymheredd Curie o 700-800 gradd, a all osgoi dadmagneteiddio tymheredd uchel yn effeithiol a chwrdd ag anghenion senarios tymheredd canolig ac uchel.

Mae'r strwythur rotor wedi'i osod ar yr wyneb yn mabwysiadu dyluniad lle mae magnetau parhaol yn cael eu gludo'n uniongyrchol ar wyneb y rotor, sydd â manteision strwythur syml, effeithlonrwydd cyplu magnetig uchel, a dwysedd pŵer uchel, ac mae'n addas ar gyfer senarios tymheredd uchel, cyflymder uchel ac uchel. Er mwyn cwrdd â heriau tymheredd uchel a chyflymder uchel, mae angen i'r strwythur hwn ganolbwyntio ar ddatrys problemau gosod magnetau parhaol a gwrth-demagneteiddio: mae magnetau parhaol yn cael eu dewis o ddur magnetig SmCo sydd â gwrthiant tymheredd uchel rhagorol neu magnetau samariwm haearn newydd (SmFeN). Yn eu plith, mae gan magnetau SmFeN dymheredd Curie mor uchel â 470 gradd, gallant barhau i gynnal magnetedd cryf uwchlaw 200 gradd, a gallant gyflawni gweithrediad sefydlog ar dymheredd uchel heb ddaearoedd prin trwm; ar yr un pryd, mae llawes amddiffynnol cryfder uchel yn cael ei lapio ar wyneb y magnetau parhaol, gan ddefnyddio llewys cyfansawdd ffibr carbon yn bennaf, y mae ei gryfder tynnol 3-5 gwaith yn fwy na metelau traddodiadol, ac nid yw'n-magnetig ac nad yw'n-dargludol, sy'n gallu gwrthsefyll colled cyflymder uchel, cerrynt centrifaidd ac osgoi codiad cyflymder uchel, elifdy.

Yn ogystal, gall y strwythur rotor wedi'i osod ar yr wyneb leihau colled cerrynt eddy ymhellach a gwneud y gorau o effaith afradu gwres trwy agor rhigolau bas cylchedd ar y llawes ac ychwanegu cylchoedd cysgodi copr rhwng y magnetau parhaol a'r llawes. Mae'n addas ar gyfer senarios gyda chyflymder cylchdro o 20000-40000r/min a thymheredd gweithredu o 180-300 gradd, megis moduron gyrru cerbydau ynni newydd a moduron ategol cywasgydd cyflym.

Mae'r adeiledd rotor cyfansawdd yn ddyluniad wedi'i optimeiddio sy'n cyfuno manteision strwythurau mewnol wedi'u gosod a-wedi'u gosod ar yr wyneb. Ei graidd yw bod rhan o'r magnetau parhaol wedi'u hymgorffori yng nghraidd y rotor a bod rhan yn cael ei gludo ar wyneb y rotor, gan ystyried cryfder mecanyddol a pherfformiad magnetig. Mae craidd rotor y strwythur hwn wedi'i wneud o ddalennau dur silicon sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel neu ddeunydd cyfansawdd magnetig meddal (SMC) wedi'i lamineiddio. Mae gan ddeunydd SMC athreiddedd magnetig isotropig, a all atal colled cerrynt amledd uchel yn effeithiol ac mae'n addas ar gyfer senarios -cyflymder uchel ac amledd uchel; defnyddir y magnetau parhaol wedi'u mewnosod i wella gallu gorlwytho'r modur, a defnyddir y magnetau parhaol wedi'u gosod ar yr wyneb i wella dwysedd pŵer, ac mae'r golled gyfredol eddy yn cael ei leihau trwy wneud y gorau o'r dyluniad cylched magnetig.

Er mwyn gwella'r gwrthiant tymheredd uchel ymhellach, mae'r strwythur rotor cyfansawdd fel arfer wedi'i gyfarparu â sianeli oeri adeiledig, a defnyddir technoleg oeri olew i gyflwyno hylif oeri i'r rotor i oeri'r dur magnetig a'r Bearings ar yr un pryd, gan reoli tymheredd y rotor yn effeithiol, sy'n addas ar gyfer tymheredd gweithredu o 200-300 gradd.