Razpon hitrosti avtomobilskega pogonskega motorja je pogosto razmeroma širok, vendar sem pred kratkim prišel v stik s projektom inženirskega vozila in menil, da so zahteve kupca zelo zahtevne.Tukaj ni priročno povedati konkretnih podatkov.Na splošno je nazivna moč nekaj sto kilovatov, nazivna hitrost n(N), največja hitrost n(max) konstantne moči pa je približno 3,6-krat večja od n(N);motor ni ocenjen pri najvišji hitrosti.moč, ki v tem članku ni obravnavana.
Običajni način je ustrezno povečati nazivno vrtilno frekvenco, tako da se območje konstantne moči zmanjša.Pomanjkljivost je, da se napetost pri prvotni točki nazivne hitrosti zmanjša in tok postane večji;glede na to, da je tok vozila višji pri nizki hitrosti in visokem navoru, je na splošno sprejemljivo, da se točka nazivne hitrosti premakne tako.Vendar se lahko zgodi, da je avtomobilska industrija preveč zapletena.Stranka zahteva, da mora biti tok v bistvu nespremenjen v celotnem območju konstantne moči, zato moramo razmisliti o drugih metodah.
Prva stvar, ki pride na misel, je, da ker izhodna moč ne more doseči nazivne moči po prekoračitvi največje hitrostne točke n(max) konstantne moči, potem nazivno moč ustrezno zmanjšamo, n(max) pa se bo povečal (občutek je podobno kot superzvezdnik lige NBA, »ne more premagati, samo pridruži se« ali ker ste padli na izpitu z 58 točkami, potem nastavite črto mimoidočevanja na 50 točk), je to za povečanje zmogljivosti motorja za izboljšanje sposobnosti hitre vožnje.Na primer, če načrtujemo motor s 100 kW in nato označimo nazivno moč kot 50 kW, ali se ne bo konstantno območje moči močno izboljšalo?Če lahko 100kW prekorači hitrost za 2x, ni problem pri 50kW prekoračiti hitrost vsaj za 3x.
Seveda lahko ta ideja ostane le v fazi razmišljanja.Vsi vedo, da je prostornina motorjev, ki se uporabljajo v vozilih, močno omejena in skorajda ni prostora za velike moči, zelo pomemben pa je tudi nadzor nad stroški.Torej ta metoda še vedno ne more rešiti dejanskega problema.
Resno razmislimo, kaj pomeni ta prelomna točka.Pri n(max) je največja moč nazivna moč, to je večkratnik največjega navora k(T)=1,0;če je k(T)>1,0 pri določeni točki hitrosti, to pomeni, da ima zmožnost konstantne širitve moči.Ali je torej res, da večji kot je k(T), močnejša je sposobnost širjenja hitrosti?Dokler je k(T) v točki n(N) nazivne vrtilne frekvence dovolj velik, ali je mogoče izpolniti 3,6-kratno območje regulacije konstantne moči?
Ko je napetost določena, če reaktanca uhajanja ostane nespremenjena, je največji navor obratno sorazmeren s hitrostjo, največji navor pa se zmanjšuje z naraščanjem hitrosti;pravzaprav se tudi reaktanca uhajanja spreminja s hitrostjo, o čemer bomo razpravljali kasneje.
Nazivna moč (navor) motorja je tesno povezana z različnimi dejavniki, kot so raven izolacije in pogoji odvajanja toplote.Na splošno je največji navor 2~2,5-kratnik nazivnega navora, to je k(T)≈2~2,5.Ko se zmogljivost motorja poveča, se k(T) zmanjša.Ko se vzdržuje konstantna moč pri hitrosti n(N)~n(max), glede na T=9550*P/n, je tudi razmerje med nazivnim navorom in hitrostjo obratno sorazmerno.Torej, če (upoštevajte, da je to konjunktivno razpoloženje) se reaktanca uhajanja ne spremeni s hitrostjo, največji večkratnik navora k(T) ostane nespremenjen.
Pravzaprav vsi vemo, da je reaktanca enaka produktu induktivnosti in kotne hitrosti.Ko je motor dokončan, je induktivnost (induktivnost uhajanja) skoraj nespremenjena;hitrost motorja se poveča, reaktanca uhajanja statorja in rotorja pa se sorazmerno poveča, zato je hitrost, pri kateri se največji navor zmanjša, hitrejša od nazivnega navora.Dokler n(max), k(T)=1,0.
Toliko smo razpravljali zgoraj, samo da pojasnimo, da ko je napetost konstantna, je proces povečevanja hitrosti proces postopnega zmanjševanja kT.Če želite povečati območje konstantne moči, morate povečati k(T) pri nazivni hitrosti.Primer n(max)/n(N)=3,6 v tem članku ne pomeni, da k(T)=3,6 zadostuje pri nazivni hitrosti.Ker so izgube zaradi trenja zaradi vetra in izgube železnega jedra večje pri visokih hitrostih, je zahtevan k(T)≥3,7.
Največji navor je približno obratno sorazmeren z vsoto reaktanse uhajanja statorja in rotorja, tj.
1. Zmanjšanje števila prevodnikov v seriji za vsako fazo statorja ali dolžino železnega jedra je znatno učinkovito za reaktanco uhajanja statorja in rotorja in mu je treba dati prednost;
2. Povečajte število statorskih rež in zmanjšajte specifično prepustnost puščanja statorskih rež (konci, harmoniki), kar je učinkovito za reaktanco puščanja statorja, vendar vključuje številne proizvodne procese in lahko vpliva na druge zmogljivosti, zato je priporočljivo, da previden;
3. Za večino uporabljenih kletkastih rotorjev je povečanje števila rotorskih rež in zmanjšanje specifične prepustnosti puščanja rotorja (zlasti specifične prepustnosti puščanja rež rotorja) učinkovito za reaktanco puščanja rotorja in ju je mogoče v celoti izkoristiti.
Za posebno formulo za izračun si oglejte učbenik "Motor Design", ki ga tukaj ne bomo ponavljali.
Motorji srednje in velike moči imajo običajno manj obratov in majhne prilagoditve imajo velik vpliv na zmogljivost, zato je fina nastavitev s strani rotorja bolj izvedljiva.Po drugi strani pa se za zmanjšanje vpliva povečanja frekvence na izgubo jedra običajno uporabljajo tanjše visokokakovostne silicijeve jeklene pločevine.
Glede na zgornjo idejno načrtovalno shemo je izračunana vrednost dosegla tehnične zahteve kupca.
PS: Oprostite za vodni žig uradnega računa, ki pokriva nekatere črke v formuli.Na srečo je te formule enostavno najti v "Elektrotehniki" in "Načrtovanju motorjev", upam, da ne bo vplivalo na vaše branje.
Čas objave: 13. marca 2023