ما هي فوائد محرك عزم الدوران عالية السرعة؟

مقدمة لمحركات عزم الدوران عالية السرعة

مدفوعًا بالتقدم التكنولوجي والطلب المتزايد على حلول التنقل المستدامة ، فإن السيارات الكهربائية (EVs) تحدث ثورة في صناعة السيارات. من بين العديد من الابتكارات التي تشكل مجال السيارات الكهربائية ، تبرز المحركات عالية السرعة وعالية التوقيت كمحول للألعاب. تستكشف هذه المدونة فوائد المحركات عالية السرعة والعالية ، التي تتخلى عن تصميمها وفوائدها والتكنولوجيا وفعالية التكلفة والتأثير البيئي والاتجاهات المستقبلية.

يعد المحرك عالي السرعة وعالي النشاط محركًا يمكنه إخراج كمية كبيرة من عزم الدوران بسرعة أعلى. تم تصميم هذه المحركات لدمج السرعة العالية مع إخراج عزم الدوران العالي ، وعادة ما تستخدم في التطبيقات التي تتطلب استجابة سريعة وطاقة عالية. على الرغم من أن "السرعة العالية" و "عزم الدوران العالي" غالبًا ما يُنظر إليهما على أنهما سمات مقيدة متبادلة في تصميم المحرك (لأنه بشكل عام ، يتناقص عزم الدوران مع زيادة سرعة المحرك) ، يمكن تحقيق مزيج من الاثنين من خلال تقنيات وتصميمات محددة ، مثل استخدام مواد المغناطيس الدائمة ، والتصميم الكهرومغناطيسي الأمثل ، وأنظمة التبريد المحسنة.

عادةً ما يتم تعريف المحركات عالية السرعة على أنها محركات بسرعة تزيد عن 10000 دورة في الدقيقة ، وقد تكون سرعتها الخطية الدوارة أكبر من 50 مترًا/ثانية ، أو حتى معايير أعلى ، مما يميز محركات عالية السرعة عالية السرعة وفقًا لـ نتاج الطاقة والسرعة. تتطلب خصائص عزم الدوران العالية أن يوفر المحرك إخراج عزم الدوران القوي بحجم صغير ، والذي يتم تحقيقه غالبًا عن طريق تعزيز تصميم الدائرة المغناطيسية ، أو زيادة كثافة التدفق المغناطيسي ، أو استخدام بنية محرك خاصة مثل محرك مغناطيس دائم الدوار.

في التطبيقات العملية ، قد تكون المحركات عالية السرعة والعالية على المحركات التعريفية ، أو محركات المغناطيس الدائمة أو محركات التردد المحولة ، من بينهامحركات المغناطيس الدائمة(PMSMS)هي أكثر شيوعًا في التطبيقات التي تحتاج إلى تلبية متطلبات كل من المتطلبات عالية السرعة وعالية التغذية بسبب كفاءتها العالية ونطاق السرعة الواسعة. على سبيل المثال ، تعد المحركات ذات السرعة العالية والعالية العالية مكونات رئيسية في أنظمة القيادة عالية الأداء للسيارات الكهربائية وآلات الآلات الدقيقة ومعدات الفضاء الجوي والروبوتات الصناعية التي تتطلب تحديدًا سريعًا ودقيقًا.

لتحقيق السرعات العالية والعزم ، تحتاج تصميمات المحركات إلى التغلب على عدد من التحديات ، بما في ذلك زيادة قوة الدوار لتحمل قوى الطرد المركزي بسرعات عالية ، وأنظمة تبريد فعالة للتحكم في ارتفاع درجة الحرارة ، وإمكانية أنظمة تحمل خاصة مثل المحامل المغناطيسية لدعمها دوران عالي السرعة. بالإضافة إلى ذلك ، يعد تصميم وحدة تحكم المحرك (MCU) أمرًا بالغ الأهمية أيضًا ، حيث يحتاج إلى التعامل مع التيارات والفولتية عالية التردد لضمان تشغيل محرك مستقر.

الفوائد الرئيسية لمحركات عزم الدوران عالية السرعة عالية

تشمل مزايا المحركات عالية السرعة وعالية التوقيت:

1. إخراج عزم الدوران العالي: في نطاق السرعة المقرر ، يحتوي المحرك عالي السرعة والعالي على إخراج عزم الدوران ، والذي يمكن أن يلبي احتياجات تطبيق الحمل الكبير والتشغيل منخفض السرعة.

2. الكفاءة العالية: يمكن لهذا النوع من المحرك إخراج المزيد من عزم الدوران في ظل ظروف الطاقة المنخفضة ، مما يقلل من استهلاك الطاقة للنظام.

3. التحكم الدقيق: دقة التحكم في المحرك عالي السرعة وعالياً عالية ، ويمكن تحقيق التحكم في الحلقة المغلقة ، وهو أمر مناسب لتحديد المواقع الدقيقة والحركة الموحدة وغيرها من الحقول.

4. الأداء عالي السرعة: يحتوي المحرك على سرعة عالية ، وهو مناسب لتطبيقات التشغيل عالية السرعة.

5. ضوضاء منخفضة: ضوضاء التشغيل المنخفضة ، لن تنتج الكثير من الضوضاء والاهتزاز ، ومناسبة للتطبيقات ذات المتطلبات العالية للضوضاء.

6. كثافة الطاقة العالية: نظرًا للسرعة العالية ، يكون حجم المحرك أصغر بكثير من حجم المحركات العادية لنفس القوة ، والتي يمكن أن توفر المواد بشكل فعال.

7. كفاءة ناقل الحركة العالية: يمكن توصيل المحرك عالي السرعة وعالي النشاط مباشرة بالمحرك الرئيسي ، الذي يلغي آلية التباطؤ التقليدية ، وبالتالي تحسين كفاءة الإرسال.

8. استجابة ديناميكية سريعة: لحظة القصور الذاتي للمحرك عالي السرعة صغير ، مما يجعل الاستجابة الديناميكية سريعة.

9. القدرة على التكيف القوية: يمكن للمحركات عالية السرعة والعالية على التكيف مع مجموعة متنوعة من السيناريوهات ، مثل نقل البضائع والنقل العام.

10. تكلفة الصيانة المنخفضة: على الرغم من أنه من الصعب تصنيع المحركات عالية السرعة ، إلا أن تكاليف الصيانة منخفضة نسبيًا وحياة خدمتها طويلة.

هذه المزايا تجعل المحركات عالية السرعة والعالية تعمل بشكل جيد في التطبيقات التي تتطلب إخراج عزم الدوران العالي ، والتحكم الدقيق والتشغيل عالي السرعة ، مثل الآلات الصناعية ، ومعدات الأتمتة ، ومركبات الطاقة الجديدة ، إلخ.

اختيار أنواع المحركات عالية السرعة والعالية

(1) في تطبيق ظروف العمل المتوسطة والمنخفضة السرعة ، تشغل محركات المغناطيس الدائمة التيار الرئيسي بمزايا الكفاءة ؛
(2) في تطبيق ظروف العمل المتوسطة وعالية السرعة ، تتعايش المحركات التعريفية ومحركات المغناطيس الدائمة ؛

(3) في التطبيقات ذات السرعة العالية للغاية ، تعد المحركات التعريفية هي الأغلبية.

المزايا الفنية لمحركات عزم الدوران عالية السرعة عالية السرعة

يمكن توصيل المحرك عالي السرعة وعالي الحجم في الحجم مباشرة بالحمل عالي السرعة (محرك الأقراص المباشر) ، ويزيل الحاجة إلى زيادة الأجهزة الميكانيكية التقليدية ، ويقلل من ضوضاء النظام ويحسن كفاءة نقل النظام. في الوقت الحاضر ، تم تحقيق المحركات الرئيسية عالية السرعة ، ومحركات المغناطيس الدائمة ، ومحركات التردد المحولة بنجاح. الخصائص الرئيسية للمحركات عالية السرعة هي سرعة الدوران العالية ، والتيار اللفات الثابت وتردد التدفق المغناطيسي العالي في النواة ، وكثافة الطاقة العالية وكثافة الخسارة. تحدد هذه الخصائص أن المحركات عالية السرعة لها تقنيات أساسية فريدة وطرق التصميم التي تختلف عن المحركات ذات السرعة العادية ، وغالبًا ما تتضاعف صعوبة التصميم والتصنيع مقارنة بالمحركات العادية عالية السرعة.

التكنولوجيا الرئيسية للمحركات عالية السرعة والعالية

إن تطبيق السرعة العالية والسرعة المرتفعة وعزم الدوران العالي له آفاق واسعة ، ولكن في نفس الوقت يجلب تحديات عالية للغاية للمحرك ، ونجد أن هناك أربع فئات بعد الجمع بين هذه المشكلات مع عناصر مماثلة. فهي تبديد الحرارة ، واختيار النوع ، والاهتزاز والضوضاء ، والتصميم الفعال.

(1) تبديد الحرارة: يزداد فقدان المحرك مع التقدم الهندسي للسرعة ، والحرارة الناتجة عن الفقد العالي تجعل ارتفاع درجة حرارة المحرك يزداد بسرعة كبيرة ، من أجل الحفاظ تصميم طريقة تبريد مع تبديد حرارة جيد. تشمل طرق التبريد الشائعة للمحركات عالية السرعة تبريد الهواء القسري الداخلي وتبريد الزيت الداخلي.

(2) اختيار المحرك: كان اختيار أنواع المحركات عالية السرعة دائمًا سؤالًا بدون إجابة قياسية. بشكل عام ، من منظور كثافة الطاقة وكفاءته ، من المفيد اختيار محركات المغناطيس الدائمة ، في حين يتم اختيار محركات التعريفي ومحركات التردد المحولة من منظور الموثوقية. ومع ذلك ، بسبب الاهتزاز العالي والضوضاء ، فإن تطبيق تبديل الإحجام أقل. المحركات التعريفية هي الأغلبية في التطبيقات العالية للغاية ، والمحركات التعريفية ومحركات المغناطيس الدائمة تتعايش في التطبيقات عالية السرعة.

(3) الاهتزاز والضوضاء: مشكلة الاهتزاز والضوضاء هي عقبة كبيرة للمحركات عالية السرعة. بالمقارنة مع المحركات العادية ، هناك مشاكل الاهتزاز الناتجة عن ديناميات الدوار ، مثل السرعة الحرجة للدوار واهتزاز انحراف العمود. هناك أيضًا مشكلة الضوضاء الصوتية الناتجة عن القوة الكهرومغناطيسية عالية التردد ، وتردد القوة الكهرومغناطيسية للمحرك عالي السرعة أعلى ونطاق التوزيع أوسع ، وهو أمر سهل للغاية لإثارة صدى نظام الجزء الثابت.

من أجل تجنب اهتزاز السرعة الحرجة ، يعد تصميم الدوار للمحركات عالية السرعة أمرًا بالغ الأهمية ، ويحتاج تحليل واختبار دقيق. يجب استخدام نسبة العرض إلى الارتفاع كمتغير تحسين في التصميم: تصميم الدوار سميك للغاية وقصير ، مما قد يزيد من الحد الأعلى للسرعة الحرجة وأقل عرضة للرنين ، ولكن صعوبة الدوار للتغلب على الطرد المركزي يزيد الإجهاد. من ناحية أخرى ، فإن تصميم الدوار النحيف يحسن مشكلة قوة الطرد المركزي ، لكن السرعة الحرجة تتناقص ، ويزيد احتمال الرنين ، وتناقص الطاقة الكهرومغناطيسية أيضًا. لذلك ، يجب أن يكون تصميم الدوار متوازناً بشكل متكرر ، وهو الأولوية القصوى في تصميم المحركات عالية السرعة.

(4) التصميم الفعال: يزداد فقدان المحرك مع التقدم الهندسي للسرعة ، والخسارة العالية تجعل التحلل الكفاءة الحركية بسرعة ، من أجل تحقيق كفاءة عالية ، يجب التحكم في جميع أنواع الخسائر. أخذ استهلاك الحديد كمثال ، من أجل تقليل فقدان التيار الدوامة ، يتم استخدام صفائح الصلب السيليكون الرفيعة البالغ 0.10 مم و 0.08 مم بشكل عام. يمكن أن تقلل أوراق رقيقة للغاية من الخسائر الحالية الدوامة ولكن لا يمكنها تحسين خسائر التباطؤ ، وبالتالي فإن فقدان الحديد وخسائر التباطؤ في أوراق رفيعة فائقة تمثل الأغلبية ، في حين أن الخسائر الحالية الدوامة في الأوراق العادية تمثل الأغلبية. لتحسين فقدان التباطؤ ، يمكنك البدء من الطرق الثلاث التالية:

● تحسين تصميم الدائرة المغناطيسية لتحسين الجيوب الأنفية في المجال المغناطيسي وتقليل فقدان الحديد التوافقي ؛

● تقليل الحمل المغناطيسي ، وزيادة الحمل الحراري ، وتقليل استهلاك الحديد الأساسي ؛

● بدءًا من اختيار المواد ، اختر ورقة الصلب السيليكون مع فقدان التباطؤ أقل.

بالإضافة إلى فقدان الحديد ، تحتاج المحركات عالية السرعة والعالية إلى إيلاء اهتمام إضافي لخسائر التيار المتردد ، والتي تسببها تغلغل الحقول المغناطيسية المتناوبة عالية التردد ، والتي تظهر غالبًا خارج المغناطيس ، والأغماد المعدنية ، والثابت اللفات. أخذ فقدان التيار المتردد للمغناطيس كمثال ، تتمثل الطريقة الشائعة في تقسيم المغناطيس إلى أجزاء متعددة ، والتي يمكن تقسيمها في اتجاهات شعاعية أو محورية. يمكن أن يقلل التجزئة من منطقة الدوامة الدوارة وتقليل فقدان التيار المتردد.

تحديات للمحركات عالية السرعة والعالية:

1. من فقدان المحرك الأساسي ، مما يجعل محرك الحرارة على محمل الجد. بالإضافة إلى ذلك ، يفرك سطح الدوار على فجوة الهواء بسرعة عالية ، وفقدان الاحتكاك أعلى من محرك السرعة العادية. بالنسبة للمحرك المغناطيسي الدائم ، يصبح فقدان تيار الدوامة أكبر بعد السرعة العالية ، ويتم تسخين الفولاذ المغناطيسي بشكل خطير ، ويصبح تبديد الحرارة أسوأ بعد أن يكون صغيرًا ، ويزداد خطر إزالة المغناطيسية بشكل كبير.

أخذ فقدان الحديد على سبيل المثال ، من أجل تقليل فقدان تيار الدوامة ، يتم استخدام ورقة الصلب السيليكون الفائقة 0.1 أو 0.08 ملم عمومًا ، يمكن أن تقلل ورقة الصلب السيليكون الرفيعة فائقة من فقدان التيار ، ولكن لا يمكن تغيير فقدان التباطؤ ، لتحسين التباطؤ الخسارة ، هناك ثلاث طرق: (1) تحسين تصميم الدائرة المغناطيسية ، وتحسين الجيوب الأنفية في المجال المغناطيسي ، وتقليل فقدان الحديد التوافقي ؛ (2) تقليل الحمل المغناطيسي ، وزيادة الحمل الحراري ، وتقليل استهلاك الحديد الأساسي ؛ (3) يتم اختيار المادة كورقة فولاذية من السيليكون مع فقدان التباطؤ أقل.

2. إن مشكلة تبديد الحرارة للمحركات عالية السرعة والعالية على التواجد: ستولد المحركات عالية السرعة وعالية الطولار الكثير من الحرارة في ظل عمل عالي الطاقة ، وهناك حاجة إلى نظام تبديد حراري فعال للحفاظ على درجة الحرارة مستقرة ، منع ارتفاع درجة الحرارة من التأثير السلبي على أداء وحياة المحرك ، وتعزيز تبريد قلب الدوار والمغناطيس. هناك طريقتان شائعتان للتبريد للمحركات: تبريد الزيت وتبريد الماء. بشكل عام ، يجب دمج المحركات عالية السرعة مع تبريد عالي الأداء ، يتم ترتيب قناة التبريد في اللف ، ويتم ترتيب خط أنابيب التبريد في أخدود الثابت للاتصال مباشرة باللف ، ويتم تعميم مياه التبريد للتبريد والتبريد وال تبديد الحرارة ، وذلك لتحسين كفاءة التبريد لللف.

يتيح تبريد الزيت عمود الدوار أن يتدفق الزيت ، وعندما يدور الدوار ، يمكن إلقاء الزيت الداخلي إلى نهاية الجزء الثابت لتبريد الجزء الثابت والدوار للمحرك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يحقق ترتيب أنابيب الزيت على السكن تبريدًا للرذاذ للمحرك. تسلا ، تويوتا وغيرها من المصنوعات الأصلية لها تصميمات تبريد الدوار. خضعت تقنية إدارة الطاقة الحرارية للمحرك المتزامن الدائم عالي السرعة إلى سلسلة من التطورات ، مثل تطوير نظام تبريد المحركات من تبريد الهواء إلى تبريد المياه ، والآن إلى تبريد الزيت ، وعملية تطوير مواد ملء الثابت و سترة المياه ، والثابت والهيكل الدوار للمحرك من "نوع V" و "نوع V-type" إلى "u على الشكل" و "u+1" ، وما إلى ذلك ، مما يحسن إلى حد كبير كفاءة تبديد الحرارة في النظام المتكامل. من أجل الحفاظ على التشغيل عالي السرعة ، يتم أيضًا إحضار تصميم تبديد الحرارة الممتاز إلى الطاولة ، مثل تقنية تبريد الخزانات في Schaeffler ، حيث يتدفق المبرد بين اللفات ؛ يبرد الزيت المحفوف بالملل في النير ليقرب زيت التبريد من لفات الأسلاك النحاسية ؛

تسمح تقنية تبريد الزيت المركزية في بورغوارنر للمبرد بتغطية اللفات بالكامل من خلال بنية دائرة الزيت المحدبة وتصميم ثقب الزيت في النواة ، بحيث لا يوجد رش زاوية ميتة. إن تنفيذ التقنيات مثل تبريد الزيت والتبريد المختلط يمكن أن يحسن بشكل كبير وقت نسبة ذروة الطاقة للمحرك وإنتاج المزيد من القوة. لا تُعد تقنيات التبريد المتقدمة المختلفة فحسب ، بل يتم أيضًا تقديم تحديات جديدة إلى تكنولوجيا الإدارة الحرارية الشاملة

3. الاهتزاز والضوضاء من المحركات عالية السرعة وعالية الطول: بالمقارنة مع المحركات العادية ، يكون تواتر القوة الكهرومغناطيسية للمحركات عالية السرعة أعلى ونطاق التوزيع أوسع ، والسرعة الحرجة للدوار ، واهتزاز انحراف من من السهل أن تتسبب رمح المحرك ، وينين من القوة الكهرومغناطيسية عالية التردد. يمكن أن تسبب السرعة العالية للمحركات عالية السرعة مشاكل في الضوضاء والاهتزاز ، كما أن إجراءات التصميم والتخميد المحسّنة مطلوبة لتوفير تجربة قيادة أكثر سلاسة وأكثر هدوءًا.

من أجل تجنب اهتزازات السرعة الحرجة ، يجب تحليل واختبار تصميم الدوار. إذا كان تصميم الدوار قصيرًا وسميكًا ، فقد يزيد من الحد الأعلى للسرعة الحرجة ولا يكون عرضة للرنين ، ولكن صعوبة الدوار للتغلب على إجهاد الطرد المركزي ستزداد. على العكس من ذلك ، إذا كان تصميم الدوار نحيفًا للغاية ، يتم تحسين مشكلة قوة الطرد المركزي ، ولكن يتم تحويل السرعة الحرجة إلى أسفل ، ويزيد احتمال الرنين ، وتنخفض الطاقة الكهرومغناطيسية. وبالتالي فإن تصميم الدوار هو عملية من المفاضلات المستمرة والموازنة.

4. يتطلب تحدي المحرك عالي السرعة وعالياً للتحكم في المحرك السريع سرعة عالية التردد ، وهو تحد كبير لجهاز الطاقة في العاكس. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الخوارزمية غير المستشعر المستخدمة عادة في المحركات عالية السرعة عرضة لتأثير العوامل مثل عدم الخطية العاكس ، والتوافقيات المكانية ، ومرشحات الحلقة وانحرافات معلمات الحث ، مما يؤدي إلى أخطاء تقدير الموضع الدوار.

5. تصميم محرك السيارات

يعد تصميم محرك المحرك للمحركات عالية السرعة والعالية النقطة أيضًا نقطة صعبة ؛ السرعة الكهربائية للمحرك = عدد أزواج القطب x هي السرعة الميكانيكية للمحرك ، وعدد أزواج القطب في محرك القيادة الرئيسي لمركبات الطاقة الجديدة عمومًا 4 ، لذا فإن أخذ السرعة الميكانيكية 20000 دورة في الدقيقة كمثال ، تبلغ السرعة الكهربائية لمحرك القيادة الرئيسي 80000 دورة في الدقيقة ، وإذا انتقلت إلى التردد ، فهي 80000/60 = 1333Hz. التردد الأساسي البالغ 1333 هرتز ، من أجل الحصول على تأثير تحكم أفضل ، يجب أن يكون تواتر PWM أكثر من 30 × 333 هرتز = 40 كيلو هرتز.

تردد تبديل الأجهزة الإلكترونية للطاقة محدود ، خاصة بالنسبة لـ IGBTs التقليدية ، والتي تقل عمومًا عن 20 كيلو هرتز ؛ بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي تردد التبديل إلى ارتفاع درجة حرارة الجهاز بشدة ويقلل من كفاءة السائق. في هذا الوقت ، هناك حاجة إلى دعم أجهزة SIC ، ويمكن ملاحظة أن معظم المحركات عالية السرعة تستخدم منصات SIC عالية الجهد.

كممثل للجيل الثالث من أشباه الموصلات ، فإن مواد SIC لها عرض واسع للخلاف ، وحقل كهربائي عالي الانهيار ، والتوصيل الحراري العالي ، ومعدل تشبع الإلكترون العالي ، ومقاومة الإشعاع العالية ، لذلك فهي أكثر ملاءمة لإنتاج درجة الحرارة العالية ، عالية ، عالية ، عالية. -التردد ، وأجهزة مقاومة للإشعاع وعالي الطاقة ، لذلك أصبح SIC خيارًا مثاليًا لتحقيق أفضل أداء لمركبات الطاقة الجديدة.

يعني تردد التبديل العالي أيضًا تردد تشغيل FOC العالي ، وبالتالي يتطلب المحرك عالي السرعة قوة حوسبة معينة للمعالج. بطبيعة الحال ، فإن معظم معالجات السيارات الحالية قادرة على القيام بالمهمة ، ويمكن إكمال حلقة FOC العادية في عدد قليل من microseconds. على سبيل المثال ، S32K39X أو Tricore's TC3XX ، إلخ.

فيما يتعلق بالأجهزة ، فإن تردد التبديل العالي المطلوب للقيادة ذات السرعة العالية في المحرك سيؤدي حتماً إلى مشكلات جديدة من EMC والتحديات الجديدة لموثوقية دوائر الطاقة. فيما يتعلق بالبرنامج ، بالإضافة إلى الأدوار التلقائية ، والأمن الوظيفي وأمن المعلومات المطلوبة من قبل محركات الأقراص التقليدية ، تحتاج محركات الأقراص عالية السرعة أيضًا إلى إيلاء اهتمام خاص للتغيرات المعقدة لمختلف المعلمات داخل المحرك مع تغيير درجة الحرارة والقوة الهيكلية ، مما أدى إلى مشكلة عدم الخطية في النظام وعدم اليقين المتميز. في الوقت نفسه ، من الضروري مراقبة حمولة المعالج في الوقت الفعلي ، ومن الضروري إدراك التحكم الحالي في نطاق النطاق الترددي والتحكم في عزم الدوران.

بشكل عام ، هناك العديد من التحديات والتقنيات الرئيسية للمحركات عالية السرعة والعالية ، وهذه المشكلات تحتاج إلى إدارة في نفس الوقت ، وهو أمر أصعب من المحركات العادية. تعد الحاجة إلى تبني نهج اقتران Multistycics Multired-NVH-NVH تحديًا جديدًا وفرصة جديدة. تعمل Pumbaa أيضًا في هذا الاتجاه في نفس الوقت ، وتطور منتجات تلبي احتياجات السوق والمستهلكين والجمهور.

محركات عالية السرعة وعالية التغذية مقابل المحركات ذات السرعة المنخفضة

إن الاختلافات الرئيسية بين المحركات عالية السرعة والعالية في المحركات ذات السرعة العالية هي أهداف التصميم ، وسيناريوهات التطبيق ، وخصائص الأداء. فيما يلي الاختلافات الرئيسية بين هذين النوعين من المحركات:

1.خصائص السرعة وعزم الدوران:

• المحركات عالية السرعة والعالية: تم تصميم هذه المحركات للتطبيقات عالية السرعة ، وعادة ما تتجاوز بضعة آلاف دورة في الدقيقة. تتميز بكثافة طاقة عالية ، وحجم صغير ، ووزن خفيف ، مما يجعلها مناسبة للمناسبات التي تتطلب دوران سريع وكفاءة عالية ، مثل توربينات الرياح ، والسيارات الكهربائية ، إلخ.
• المحركات ذات السرعة المنخفضة السرعة العالية: تم تصميم هذه المحركات للتطبيقات منخفضة السرعة التي تتطلب إخراج عزم الدوران العالي ، وعادة ما تكون في مئات الثورات في الدقيقة. تشمل مزاياها قوة بداية جيدة وقدرة تسريع ، وهي مناسبة للمناسبات التي تتطلب إنتاج طاقة عالية وسرعة منخفضة وإخراج عزم الدوران العالي ، مثل الآلات الثقيلة ، أحزمة النقل ، إلخ.

2.التطبيقات:

• محركات عالية السرعة وعالية الطول: مناسبة للمعدات التي تتطلب استجابة سريعة وتشغيل عالية السرعة ، مثل القطارات عالية السرعة ، وطائرات بدون طيار عالية الأداء ، إلخ.
• المحركات ذات السرعة العالية والمنخفضة السرعة: أكثر ملاءمة للمعدات التي تتطلب عزم دوران كبير للتعامل مع التسارع والتسلق والتحميل وما إلى ذلك ، مثل السيارات الكهربائية ، الرافعات الصناعية ، إلخ.

3.الهيكل والتحكم:

• محركات عالية السرعة وعالية الطول: نظرًا لمتطلبات التشغيل عالية السرعة ، فإنها تتطلب عادة عملية تصنيع حساسة وضمان تركيز صارم ، بالإضافة إلى نظام تبريد فعال للحفاظ على تشغيل مستقر.
• المحركات ذات السرعة المنخفضة السرعة العالية: عادة ما تكون مطلوبة لتحقيق إخراج منخفض السرعة وعالي النجاة من خلال جهاز تروس التخفيض ، يمكن أن تكون هذه المحركات أكثر تعقيدًا في التصميم ، ولكن قد تكون أنظمة التحكم والقيادة أبسط من أنظمة عالية السرعة المحركات.

باختصار ، ينبغي النظر بشكل شامل في اختيار المحرك عالي السرعة وعالي النعومة أو محرك منخفض السرعة عالي السرعة وفقًا لمتطلبات التطبيق الفعلية ، مثل السرعة وعزم الدوران والطاقة والمساحة التي تتطلبها الجهاز.

نصائح لاختيار محرك عزم دوران عالي السرعة الأيمن

يعد اختيار المحرك العالي السرعة العالي السرعة المناسبة عملية تتضمن عدة عوامل رئيسية. فيما يلي بعض النصائح الرئيسية التي يجب مراعاتها:

نصائح لاختيار المحركات عالية السرعة والعالية

1. تحليل متطلبات التطبيق: توضيح سرعة العمل المطلوبة والطلب على الطاقة وعزم الدوران للمحرك ، وكذلك الظروف البيئية للتشغيل الحركي.

2. اختيار نوع المحرك: يتم اختيار محرك DC ، المحرك المتزامن الدائم أو المحرك التعريفي وفقًا لمتطلبات التطبيق.

3. اعتبار قدرة تبديد الحرارة: تأكد من أن المحرك لديه تصميم فعال تبديد الحرارة ، مثل تبريد الهواء أو تبريد الماء أو تبريد الزيت ، للتعامل مع الحرارة المتولدة أثناء التشغيل عالي السرعة.

4. المحمل وتصميم الهيكل الميكانيكي: اختر نوعًا محملًا يمكنه تحمل الدوران عالي السرعة ، مثل محامل السيراميك أو محامل الرفع المغناطيسي ، والتأكد من أن تصميم الدوار يمكن أن يقاوم قوة الطرد المركزي في التشغيل عالي السرعة.

5. متطلبات محرك الأقراص والتحكم: تأكد من أن محول التردد يمكن أن يوفر إخراجًا عاليًا بدرجة كافية للتردد ، واختيار محرك مع مشفر عالي الدقة أو مستشعر القاعة لتحقيق تحكم دقيق.

6. كفاءة واعتبارات التكلفة: اختر محركات عالية الكفاءة لتقليل نفايات الطاقة ، مع النظر في تكلفة تكاليف المحرك والصيانة.

مناطق التطبيق للمحركات عالية السرعة والعالية

تستخدم المحركات عالية السرعة والعالية على نطاق واسع في المناسبات التي تتطلب دوران عالي السرعة وإخراج عزم الدوران الكبير ، على النحو التالي:

(1) يتم استخدام المحركات عالية السرعة في مناسبات مختلفة مثل ضواغط الطرد المركزي لمكيفات الهواء أو الثلاجات ، ومع تطوير العلوم والتكنولوجيا ، هناك المزيد والمزيد من المتطلبات الخاصة ، وسيصبح تطبيقه أكثر شمولاً.

(2) مع تطوير المركبات الهجينة في صناعة السيارات ، سيتم تقدير المولدات عالية السرعة ذات الحجم الصغير والوزن الخفيف تمامًا ولديها آفاق جيدة للتطبيق في المركبات الهجينة والطيران والسفن وغيرها من الحقول.

(3) المولد عالي السرعة الذي يحركه التوربينات الغازية صغيرة الحجم ولديها قدرة عالية على الحركة ، والتي يمكن استخدامها في مزود الطاقة الاحتياط محطة لتعويض عدم وجود إمدادات الطاقة المركزية ، والتي لها قيمة عملية مهمة.

من خلال النظر في العوامل المذكورة أعلاه ، يمكنك اختيار المحرك عالي السرعة وعالي النشاط الذي يناسب احتياجات التطبيق الخاص بك.

ما هي تطبيقات المحركات عالية السرعة في مركبات الطاقة الجديدة؟

المركبات الكهربائية للبطارية (BEVS): تعد المحركات عالية السرعة وعالية التغذية هي مصدر الطاقة الرئيسي للسيارات الكهربائية النقية ، مما يوفر لها طاقة قيادة فعالة. يمكن للمحركات عالية السرعة تلبية متطلبات السيارات الكهربائية لإخراج الطاقة وأداء التسارع ونطاقها.

المركبات الكهربائية الهجينة (HEVS): يتم استخدام المحركات عالية السرعة وعالية التغذية في المركبات الهجينة لتوفير دعم إضافي للطاقة واستعادة طاقة الفرامل. من خلال العمل مع المحركات الكهربائية عالية السرعة ، يمكن للمركبات الهجينة تحقيق اقتصاد في استهلاك الوقود أعلى وتقليل الانبعاثات.

السيارات الكهربائية المدى المدى (EREV): تلعب المحركات عالية السرعة وعالية الطول دورًا مهمًا في السيارات الكهربائية المدى المدى. يمكن استخدامه كمولد لشحن السيارة وتوسيع نطاق في الوضع الكهربائي.

السيارات الكهربائية عالية الأداء: تلعب المحركات عالية السرعة وعالية الطول دورًا رئيسيًا في السيارات الكهربائية عالية الأداء. توفر كثافة الطاقة العالية والاستجابة السريعة تسارعًا وتجربة قيادة ممتازة.

فيما يلي نماذج التطبيق المحددة:

Tesla Model S: يحرك طراز Tesla Model S بمحرك كهربائي عالي السرعة بكثافة عالية الطاقة وكفاءة عالية. تتمتع سيارة السيدان الكهربائية هذه بأداء تسارع ممتاز ومدى طويل ، مما يجعلها واحدة من القادة في سوق مركبات الطاقة الجديد.

NEO EP9: NEO EP9 عبارة عن سيارة فائقة كهربائية عالية الأداء مجهزة بمحركات كهربائية عالية السرعة متعددة لتزويدها بإنتاج طاقة قوي. أصبح EP9 محور عالم السيارات مع أداء التسارع المذهل وسرعة قصوى للغاية.

BYD QIN PRO EV: Qin Pro EV هو نموذج هجين مكون من المكونات الإضافية المضغوطة يستخدم محركًا كهربائيًا عالي السرعة كمصدر للطاقة الرئيسي. لقد حقق توازنًا جيدًا بين توفير الطاقة وحماية البيئة وأداء القيادة ، وأصبحت إحدى مركبات الطاقة الجديدة التي جذبت الكثير من الاهتمام في السوق.

خاتمة

في المستقبل ، سيتطور نظام القيادة الكهربائية في اتجاه كثافة الطاقة العالية والتكلفة المنخفضة ، والسرعة العالية هي واحدة من الوسائل التقنية المهمة لتحقيق هذا الهدف ، والتي تتمتع بميزة في نفس حالة عمل الطاقة ، والسرعة يتم زيادة ، ويمكن تقليل عزم الدوران ، بحيث يمكن تقليل حجم المحرك ، ويمكن أيضًا تقليل كمية المواد الحركية ، مما يؤدي أيضًا إلى تقليل تكاليف المحرك. لذلك ، فإن السرعة العالية للمحرك لديها احتمال جيد للتطبيق في المركبات الهجينة. من خلال التقدم المستمر والابتكار في التكنولوجيا ، يُعتقد أن المحركات عالية السرعة والعالية السيطرة ستواصل تعزيز تطوير صناعة السيارات الكهربائية وتزويد المستخدمين بتجربة قيادة أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

اقرأ المزيد:تحويل سيارة الغاز إلى الهجين: دليل خطوة بخطوة