Диапазонът на скоростта на задвижващия двигател на автомобила често е сравнително широк, но наскоро се сблъсках с проект за инженерно превозно средство и почувствах, че изискванията на клиента са много взискателни.Тук не е удобно да казвам конкретните данни.Най-общо казано, номиналната мощност е няколкостотин киловата, номиналната скорост е n(N), а максималната скорост n(max) на постоянна мощност е около 3,6 пъти по-голяма от тази на n(N);моторът не е оценен на най-високата скорост.мощност, която не се обсъжда в тази статия.
Обичайният начин е да се увеличи по подходящ начин номиналната скорост, така че обхватът на постоянна скорост на мощността да стане по-малък.Недостатъкът е, че напрежението при първоначалната номинална скорост намалява и токът става по-голям;като се има предвид обаче, че токът на превозното средство е по-висок при ниска скорост и висок въртящ момент, като цяло е приемливо точката на номиналната скорост да се измества по този начин.Въпреки това може да се окаже, че автомобилната индустрия е твърде сложна.Клиентът изисква токът да бъде основно непроменен в целия диапазон на постоянна мощност, така че трябва да обмислим други методи.
Първото нещо, което идва на ум е, че тъй като изходната мощност не може да достигне номиналната мощност след превишаване на точката на максимална скорост n(max) на постоянна мощност, тогава намаляваме номиналната мощност по подходящ начин и n(max) ще се увеличи (чувства се малко като суперзвезда от NBA „не мога да победя, просто се присъединете“, или тъй като сте се провалили на изпита с 58 точки, след това задайте линията за преминаване на 50 точки), това е за увеличаване на капацитета на двигателя, за да подобрите способността за превишена скорост.Например, ако проектираме двигател от 100kW и след това маркираме номиналната мощност като 50kW, няма ли диапазонът на постоянна мощност да се подобри значително?Ако 100kW може да надвиши скоростта 2 пъти, няма проблем да надвиши скоростта поне 3 пъти при 50kW.
Разбира се, тази идея може да остане само в етапа на мислене.Всеки знае, че обемът на двигателите, използвани в превозните средства, е силно ограничен и почти няма място за висока мощност, а контролът на разходите също е много важен.Така че този метод все още не може да реши действителния проблем.
Нека сериозно да помислим какво означава тази инфлексна точка.При n(max) максималната мощност е номиналната мощност, т.е. кратният максимален въртящ момент k(T)=1,0;ако k(T)>1,0 при определена точка на скоростта, това означава, че има постоянна способност за разширяване на мощността.Така че вярно ли е, че колкото по-голямо е k(T), толкова по-силна е способността за разширяване на скоростта?Докато k(T) в точка n(N) от номиналната скорост е проектирано достатъчно голямо, може ли да бъде удовлетворен обхватът на регулиране на скоростта на постоянна мощност от 3,6 пъти?
Когато се определи напрежението, ако съпротивлението на утечка остане непроменено, максималният въртящ момент е обратно пропорционален на скоростта и максималният въртящ момент намалява с увеличаване на скоростта;всъщност реактивното съпротивление на утечка също се променя със скоростта, което ще бъде обсъдено по-късно.
Номиналната мощност (въртящ момент) на двигателя е тясно свързана с различни фактори като нивото на изолация и условията на разсейване на топлината.Обикновено максималният въртящ момент е 2~2,5 пъти номиналния въртящ момент, т.е. k(T)≈2~2,5.С увеличаването на капацитета на двигателя k(T) има тенденция да намалява.Когато постоянната мощност се поддържа при скорост n(N)~n(max), съгласно T=9550*P/n, връзката между номиналния въртящ момент и скоростта също е обратно пропорционална.Така че, ако (обърнете внимание, че това е подчинителното наклонение) реактивното съпротивление на утечка не се променя със скоростта, кратното на максималния въртящ момент k(T) остава непроменено.
Всъщност всички знаем, че реактивното съпротивление е равно на произведението на индуктивността и ъгловата скорост.След като двигателят е завършен, индуктивността (индуктивността на утечка) е почти непроменена;скоростта на двигателя се увеличава и съпротивлението на утечка на статора и ротора се увеличава пропорционално, така че скоростта, при която максималният въртящ момент намалява, е по-бърза от номиналния въртящ момент.До n(max), k(T)=1,0.
Толкова много беше обсъдено по-горе, само за да се обясни, че когато напрежението е постоянно, процесът на увеличаване на скоростта е процес на постепенно намаляване на kT.Ако искате да увеличите обхвата на скоростта на постоянна мощност, трябва да увеличите k(T) при номиналната скорост.Примерът n(max)/n(N)=3,6 в тази статия не означава, че k(T)=3,6 е достатъчно при номиналната скорост.Тъй като загубата на триене при вятър и загубата на желязна сърцевина са по-големи при високи скорости, се изисква k(T)≥3,7.
Максималният въртящ момент е приблизително обратно пропорционален на сумата от реактивното съпротивление на утечка на статора и ротора, т.е.
1. Намаляването на броя на проводниците в серия за всяка фаза на статора или дължината на желязното ядро е значително ефективно за реактивното съпротивление на утечка на статора и ротора и трябва да се даде приоритет;
2. Увеличете броя на слотовете на статора и намалете специфичната пропускливост на утечка на слотовете на статора (краища, хармоници), което е ефективно за реактивното съпротивление на утечка на статора, но включва много производствени процеси и може да повлияе на други характеристики, така че се препоръчва да бъде предпазлив;
3. За повечето използвани ротори от тип клетка, увеличаването на броя на роторните слотове и намаляването на специфичната пропускливост на утечка на ротора (особено специфичната пропускливост на утечка на роторните слотове) е ефективно за съпротивлението на утечка на ротора и може да се използва напълно.
За конкретната формула за изчисление, моля, вижте учебника „Дизайн на двигатели“, който няма да се повтаря тук.
Двигателите със средна и голяма мощност обикновено имат по-малко обороти и леките настройки оказват голямо влияние върху производителността, така че фината настройка от страна на ротора е по-осъществима.От друга страна, за да се намали влиянието на увеличаването на честотата върху загубата в сърцевината, обикновено се използват по-тънки листове от висококачествена силициева стомана.
Съгласно горната идейна проектна схема, изчислената стойност е достигнала техническите изисквания на клиента.
PS: Съжаляваме за водния знак на официалния акаунт, покриващ някои букви във формулата.За щастие, тези формули са лесни за намиране в „Електротехника“ и „Дизайн на двигатели“, надявам се, че това няма да повлияе на четенето ви.
Време на публикуване: 13 март 2023 г