你知道高速電機的應(yīng)用前景嗎?高速電機為何不用燒結(jié)鋁鐵硼?
電機是非常重要的一種器械,依據(jù)用途不同,電機也具備諸多同的分類,比如高速電機、低速電機等。為增進大家對電機的認(rèn)識,本文將對高速電機的應(yīng)用前景以及高速電機不采用燒結(jié)鋁鐵硼的原因予以介紹。如果你對電機具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、高速電機不建議采用燒結(jié)鋁鐵棚
高速電機具有體積小、功率密度大、可與高速負(fù)載直接相連、省去傳統(tǒng)的機械增速裝置、減小系統(tǒng)噪音和提高系統(tǒng)傳動效率等特點,在高速磨床、空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)、儲能飛輪、燃料電池、天然氣輸送高速離心壓縮機以及作為飛機或艦載供電設(shè)備的分布高速電機的安全穩(wěn)定運行與軸承可靠性密不可分。目前在高速電機中應(yīng)用的軸承主要有滾珠軸承、充油軸承、空氣軸承和磁懸浮軸承。
高速電機多采用磁懸浮軸承和滾球軸承,其中磁懸浮軸承可實現(xiàn)主動控制,可在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)調(diào)節(jié)軸系的動態(tài)性能,完全無接觸,不需要潤滑,使用壽命長,這些優(yōu)點使磁懸浮軸承在高速電機領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
高速電機的轉(zhuǎn)子速度通常高于10 000 r/min,在高速旋轉(zhuǎn)時,常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子難以承受巨大的離心力,需要采用特殊的高強度疊片或?qū)嵭霓D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
對于永磁電機來說,轉(zhuǎn)子強度問題更為突出,因為燒結(jié)而成的永磁材料不能承受轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的拉應(yīng)力,必須對永磁體采取保護措施;轉(zhuǎn)子與氣隙高速摩擦,在轉(zhuǎn)子表面造成的摩擦損耗遠(yuǎn)大于常速電機,給轉(zhuǎn)子散熱帶來很大困難。
為了保證轉(zhuǎn)子有足夠的強度,高速電機轉(zhuǎn)子多為細(xì)長型,因此與常速電機相比,高速電機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)接近臨界轉(zhuǎn)速的可能性大大增加,為了避免發(fā)生彎曲共振,必須準(zhǔn)確預(yù)測轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速;普通電機軸承無法在高速下可靠運行,必須采用高速軸承系統(tǒng)。
二、高速電機應(yīng)用前景
通過上面的介紹,想必大家對高速電機不采用鋁鐵硼的原因已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識。在這部分,我們主要來了解下高速電機的應(yīng)用前景。
高速電機在以下各方面具有廣闊的應(yīng)用前景:
(1) 高速電機在空調(diào)或冰箱的離心式壓縮機等各種場合得到應(yīng)用,而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特殊要求越來越多,它的應(yīng)用也會越來越廣泛。
(2) 隨著汽車工業(yè)混合動力汽車的發(fā)展,體積小,重量輕的高速發(fā)電機將會得到充分的重視,并在混合動力汽車,航空,船舶等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
(3)由燃?xì)廨啓C驅(qū)動的高速發(fā)電機體積小,具有較高的機動性,可用于一些重要設(shè)施的備用電源,也可作為獨立電源或小型電站,彌補集中式供電的不足,具有重要的實用價值。
由于高速電機轉(zhuǎn)子上的離心力與線速度的平方成正比,高速電機要求具有很高的機械強度;又由于高速電機頻率高,鐵耗大,在設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)降低鐵心中的磁密,采用低損耗的鐵心材料。
軸承的研究也是與高速電機密不可分的內(nèi)容,因為普通軸承難以承受在高速系統(tǒng)中承受長時間運行,必須采用新材料和新結(jié)構(gòu)的軸承。
高速電機可以有多種結(jié)構(gòu)形式,如感應(yīng)電機、永磁電機和磁阻電機等。電機在高速旋轉(zhuǎn)時的離心力很大,當(dāng)線速度達到200m/s以上時,常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子難以承受高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力,需要采用特殊的高強度疊片或?qū)嵭霓D(zhuǎn)子。
在轉(zhuǎn)子動力學(xué)發(fā)展的近百年的歷史中,出現(xiàn)過很多計算方法,現(xiàn)代的計算方法主要可以分為兩大類:傳遞矩陣法和有限元法。
有限元法的運動方程表達方式簡潔,規(guī)范,在求解轉(zhuǎn)子動力學(xué)問題或轉(zhuǎn)子和周圍結(jié)構(gòu)一起組成的復(fù)雜機械系統(tǒng)的問題時,有很多優(yōu)點。有限元法對復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剖分龐大,計算結(jié)果比傳遞矩陣法準(zhǔn)確,然而計算耗時長,占用內(nèi)存大?,F(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展,給有限元法提供了良好的硬件技術(shù)。
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