Диапазон скоростей приводного двигателя автомобиля зачастую относительно широк, но недавно я столкнулся с проектом инженерного автомобиля и почувствовал, что требования заказчика очень высоки.Конкретные данные здесь говорить не удобно.Вообще говоря, номинальная мощность составляет несколько сотен киловатт, номинальная скорость - n(N), а максимальная скорость n(max) постоянной мощности примерно в 3,6 раза больше, чем n(N);двигатель не оценивается на максимальной скорости.мощность, которая не обсуждается в этой статье.
Обычный способ — соответствующим образом увеличить номинальную скорость, чтобы диапазон скорости постоянной мощности стал меньше.Недостаток заключается в том, что напряжение в точке исходной номинальной скорости уменьшается, а ток увеличивается;однако, учитывая, что ток транспортного средства выше при низкой скорости и высоком крутящем моменте, обычно допустимо смещение точки номинальной скорости таким образом.Однако, возможно, автомобильная промышленность слишком сложна.Заказчик требует, чтобы ток практически не менялся во всем диапазоне постоянной мощности, поэтому нам приходится рассматривать другие методы.
Первое, что приходит на ум, это то, что, поскольку выходная мощность не может достичь номинальной мощности после превышения точки максимальной скорости n(max) постоянной мощности, то мы соответствующим образом уменьшаем номинальную мощность, и n(max) будет увеличиваться (по ощущениям немного похоже на суперзвезду НБА «не могу победить, просто присоединяйся» или, поскольку вы провалили экзамен с 58 баллами, то установите линию прохождения на 50 баллов), это для увеличения мощности мотора для улучшения скоростных способностей.Например, если мы спроектируем двигатель мощностью 100 кВт, а затем отметим номинальную мощность как 50 кВт, не улучшится ли значительно диапазон постоянной мощности?Если на 100кВт можно превысить скорость в 2 раза, то на 50кВт можно превысить скорость хотя бы в 3 раза.
Конечно, эта идея может остаться только на стадии размышления.Всем известно, что количество двигателей, используемых в транспортных средствах, жестко ограничено, а для высокой мощности почти нет места, а также очень важен контроль затрат.Таким образом, этот метод все еще не может решить реальную проблему.
Давайте серьезно задумаемся, что означает эта точка перегиба.При n(max) максимальная мощность равна номинальной мощности, то есть максимальному крутящему моменту, кратному k(T)=1,0;если k(T)>1,0 в определенной точке скорости, это означает, что он имеет возможность постоянного расширения мощности.Так правда ли, что чем больше k(T), тем сильнее способность к увеличению скорости?Пока k(T) в точке n(N) номинальной скорости спроектировано достаточно большим, можно ли обеспечить диапазон регулирования скорости при постоянной мощности в 3,6 раза?
При определении напряжения, если реактивное сопротивление рассеяния остается неизменным, максимальный крутящий момент обратно пропорционален скорости, а максимальный крутящий момент уменьшается с увеличением скорости;Фактически, реактивное сопротивление рассеяния также меняется со скоростью, о чем речь пойдет позже.
Номинальная мощность (крутящий момент) двигателя тесно связана с различными факторами, такими как уровень изоляции и условия отвода тепла.Как правило, максимальный крутящий момент в 2–2,5 раза превышает номинальный крутящий момент, то есть k(T)≈2–2,5.По мере увеличения мощности двигателя k(T) имеет тенденцию к уменьшению.Когда постоянная мощность поддерживается на скорости n(N)~n(max), согласно T=9550*P/n, соотношение между номинальным крутящим моментом и скоростью также обратно пропорционально.Таким образом, если (обратите внимание, что это сослагательное наклонение) реактивное сопротивление рассеяния не меняется с изменением скорости, то максимальное значение крутящего момента, кратное k(T), остается неизменным.
Фактически, мы все знаем, что реактивное сопротивление равно произведению индуктивности и угловой скорости.После завершения работы двигателя индуктивность (индуктивность рассеяния) практически не изменяется;Скорость двигателя увеличивается, а реактивное сопротивление рассеяния статора и ротора увеличивается пропорционально, поэтому скорость, при которой уменьшается максимальный крутящий момент, превышает номинальный крутящий момент.До тех пор, пока n(max), k(T)=1,0.
Выше так много говорилось только для того, чтобы объяснить, что при постоянном напряжении процесс увеличения скорости — это процесс постепенного уменьшения kT.Если вы хотите увеличить диапазон скоростей при постоянной мощности, вам необходимо увеличить k(T) при номинальной скорости.Пример n(max)/n(N)=3,6 в этой статье не означает, что k(T)=3,6 достаточно при номинальной скорости.Поскольку потери на трение ветра и потери в железном сердечнике больше на высоких скоростях, требуется k(T)≥3,7.
Максимальный крутящий момент примерно обратно пропорционален сумме реактивного сопротивления рассеяния статора и ротора, то есть
1. Уменьшение количества последовательных проводников для каждой фазы статора или длины железного сердечника существенно эффективно снижает реактивное сопротивление рассеяния статора и ротора, и ему следует уделять приоритетное внимание;
2. Увеличьте количество пазов статора и уменьшите удельную проницаемость утечки пазов статора (концы, гармоники), что эффективно для реактивного сопротивления рассеяния статора, но требует многих производственных процессов и может повлиять на другие характеристики, поэтому рекомендуется осторожный;
3. Для большинства используемых роторов клеточного типа увеличение количества пазов ротора и уменьшение удельной проницаемости утечки ротора (особенно удельной проницаемости пазов ротора) эффективно снижает реактивное сопротивление рассеяния ротора и может быть полностью использовано.
Конкретную формулу расчета можно найти в учебнике «Проектирование двигателей», который здесь не будет повторяться.
Двигатели средней и большой мощности обычно имеют меньше оборотов, и небольшие регулировки оказывают большое влияние на производительность, поэтому более целесообразна точная настройка со стороны ротора.С другой стороны, чтобы уменьшить влияние повышения частоты на потери в сердечнике, обычно используются более тонкие листы из высококачественной кремнистой стали.
Согласно приведенной выше схеме проектирования, расчетное значение соответствует техническим требованиям заказчика.
PS: Извините за официальный водяной знак аккаунта, закрывающий некоторые буквы в формуле.К счастью, эти формулы легко найти в «Электротехнике» и «Двигателестроении», надеюсь, это не повлияет на ваше чтение.
Время публикации: 13 марта 2023 г.