By
Hoge snelheid motoren hebben de voordelen van hoge efficiëntie, groot specifiek vermogen, hoge vermogensfactor, hoge betrouwbaarheid en zijn eenvoudig te onderhouden. Ontwikkeld in de geavanceerde industriële landen, zijn hogesnelheidsmotoren op grote schaal gebruikt in verschillende sectoren zoals luchtvaart, ruimtevaart en matrijzenindustrieën in deze landen. De hogesnelheidsmotorindustrie kwam in de jaren 1990 in China terecht. Producten hebben zich van low-end naar high-end ontwikkeld en de omvang van de markt is daardoor verder toegenomen.
Definitie van hogesnelheidsmotoren
Hogesnelheidsmotoren verschillen van conventionele motoren door de grootte van hun rotatiesnelheden en de hoge mate van engineering die bij hun ontwerp betrokken is. Zoals hun naam al doet vermoeden, zijn deze motoren in staat om zeer hoge rotatiesnelheden te bereiken, ideaal voor toepassingen waar dit voordelig zou blijken. Hoewel wat een hogesnelheidsmotor is, onderhevig kan zijn aan variatie, dienen verschillende criteria als leidraad bij hun classificatie.
Criteria voor hogesnelheidsmotoren
Draaisnelheid:
Het gebruikt voornamelijk de rotatiesnelheid om de hoge snelheid van een motor te classificeren. In de meeste classificaties is de algemeen geaccepteerde rotatiesnelheid om de hogesnelheidsmotoren te classificeren meer dan 10,000 tpm. Die drempelwaarde is zoveel hoger in vergelijking met die van gewone industriële motoren, die meestal onder de 3,600 tpm liggen. Het moet perfect en grondig ontworpen en verwerkt zijn om zulke hoge snelheden te behouden onder stabiliteit, duurzaamheid en prestaties.
Lineaire snelheid van rotorrotatie:
Naast de rotatiesnelheid worden andere belangrijke kenmerken van hogesnelheidsmotoren gegeven door de lineaire snelheid van de rotorrotatie. De lineaire snelheid betekent in deze context de snelheid waarmee een willekeurig punt op de rotor door de ruimte reist. Voor hogesnelheidsmotoren is dit meer dan 50 meter per seconde. Dit is opnieuw een belangrijke parameter omdat het de prestaties van de motor en de spanningen in de rotor beïnvloedt.
Verband tussen centrifugale spanning en lineaire snelheid:
Centrifugale spanning, of de relatie daarvan met lineaire snelheid, vormt een basistheorie bij het ontwerpen van hogesnelheidsmotoren. Centrifugale kracht of, beter gezegd, de resulterende kracht die wordt geproduceerd, werkt in een uitwaartse richting vanaf de draaiende rotor, en hun grootte varieert met het kwadraat van lineaire snelheid. Daarmee wordt bedoeld dat als een verdubbelde waarde van lineaire snelheid de centrifugale spanning verhoogt, de resulterende toename exponentieel is; verdubbeling van lineaire snelheid geeft bijvoorbeeld viervoudige centrifugale spanningen. Deze relatie benadrukt de technische uitdagingen die gepaard gaan met het ontwerpen van hogesnelheidsmotoren, aangezien materialen en structurele integriteit deze verhoogde spanningen moeten weerstaan zonder de prestaties of veiligheid in gevaar te brengen.
In de praktijk worden dergelijke spanningen in hogesnelheidsmotoren normaal gesproken beheerst door gebruik te maken van geavanceerde materialen en constructietechnieken. Zo kunnen rotoren bijvoorbeeld worden vervaardigd van zeer sterke legeringen of composietmaterialen die dergelijke hoge krachten bij zeer hoge snelheden kunnen weerstaan. Bovendien worden nauwkeurige balancering en uitlijning cruciaal om trillingen zo laag mogelijk te houden en de kans op mechanisch falen te verkleinen.
Ontwerp- en materiaaloverwegingen:
Bouwmaterialen in de rotor en stator van een hogesnelheidsmotor moeten bestand zijn tegen hoge centrifugale krachten en bestand zijn tegen de vervormingskrachten. Standaard materiaalkeuzes omvatten hoogwaardig staal, titaniumlegering en koolstofvezelcomposieten. Deze bieden goede sterkte met minimaal gewicht, iets dat erg belangrijk is om de hoge rotatiesnelheid te behouden.
Het ontwerp van hogesnelheidsmotoren houdt ook rekening met geavanceerde koelingsmechanismen om de warmte af te voeren die wordt gegenereerd door wrijving en elektrische verliezen bij hoge snelheden. Koelmethoden kunnen geforceerde luchtkoeling, vloeistofkoeling of zelfs het gebruik van speciale koelmantels rond kritische componenten omvatten.
Toepassingen en implicaties:
Hogesnelheidsmotoren vinden hun toepassingen in veel gebieden waar hun eigenaardigheden van groot voordeel zijn. De toepassingen in de lucht- en ruimtevaart gaan over het implementeren van hoge vermogensdichtheid en betrouwbaarheid in systemen. Binnen het medische veld dienen deze hogesnelheidsmotoren om nauwkeurige chirurgische instrumenten en beeldvormende apparaten aan te drijven. Andere toepassingen zijn industriële hogesnelheidsbewerking en precisieproductie waar hun efficiëntie en nauwkeurigheid de productiviteit vergroten.
Hogesnelheidsmotoren worden gedefinieerd door criteria als extreem hoge rotatie- en lineaire snelheden, hoge centrifugale spanningen die daaruit voortvloeien en de geavanceerde techniek die nodig is om die factoren in toom te houden. Hogesnelheidsmotoren gaan verder dan 10,000 tpm en lineaire snelheden hoger dan 50 m/s, verleggen de grenzen in geavanceerde toepassingen en onderstrepen de noodzaak van innovatief ontwerp en materiaalkunde in hun ontwikkeling.
Toepassingen van hogesnelheidsmotoren
Toepassingen van hogesnelheidsmotoren nemen explosief toe. In volgorde van hoge snelheid zijn er de volgende toepassingen.
Het elektrische gereedschap gebruikt een kernloos PCB-wikkelproces en integreert met de besturingschip. Het is zeer compact. Dat soort elektrische omvormer kan ook worden gebruikt in sommige medische apparatuur, zoals tandheelkunde.
Hoog vacuüm kan normaal gesproken worden verkregen door de moleculaire pomp, wat een soort fysiek apparaat is. Het kan ook worden gebruikt voor luchtscheiding en schone lucht met hoge kwaliteit. De motorsnelheid voor dergelijke toepassingen kan 32 kr/min, 500 W bereiken. Het kan worden ontworpen door een inductiemotor of door een geconcentreerde wikkelende permanente magneetmotor. Het kan worden ontworpen met behulp van een inductiemotor of een geconcentreerde wikkelende permanente magneetmotor.
Er zijn veel onderverdelingen in energieopslag, zoals vliegwielenergieopslag voor vliegtuigen, vliegwielenergieopslag voor elektriciteitscentrales, enzovoort. Het volgende voorbeeld is een vliegwielenergieopslagproduct voor een voertuig dat rijdt. Het concept dat het heeft, is hetzelfde als de hybride voertuigbatterijenergieopslag of supercondensatorenergieopslag. In een dergelijke situatie, wanneer de auto een piek in vermogen nodig heeft, kan de vliegwielenergieopslagmotor zich gedragen als een generator om elektriciteit te leveren. Het volgende is een energieopslagmotor met 30 kW vermogen en 50 kr/min rotatiesnelheid. Het gebruikt een inductiemotorschema en de rotor is een massief ijzeren blok.
Elektronische turbocharging is een nieuwe technologie die de afgelopen jaren is ontwikkeld. De functie ervan is om de automotor bij lage snelheden te superchargen om de vortexvertraging te vertragen en het explosieve koppel te vergroten. Een 10 kW, 100 kr/min product ontwikkeld door BorgWarner gebruikt een 2-polige, 24-slot permanente magneet motorstructuur. Vanwege de hoge werkomgevingstemperatuur, naast de hoge snelheid, moet het ontwerp van dit soort motor ook de controle over het magnetische veld overnemen. Verlies van staal en verhoogde temperatuur.
Dit moet een van die 'legendarische' producten uit een universitair lab zijn – een machine ter grootte van een potlood kan uitbarsten tot 50 kW. Het zou een automotor kunnen nemen die, zoals het naar verluidt zegt, "95% krimpt en heel veel apparaten vertrouwen op deze kleine motor – zodat "
Tot op heden kan de hogesnelheidsluchtcompressor worden gezien als een van de meest voorkomende toepassingen van de hogesnelheidsmotor met hoog vermogen. De rotatiesnelheid kan tienduizenden rpm bereiken met een vermogen tussen 100-700 kW, en het gebruikt over het algemeen magnetische lagers, aandrijfturbines of bladen door de motor om de lucht te comprimeren. De hogesnelheidsdirecte aandrijfmotor annuleert het originele lagesnelheidsmotor + snelheidsverhogende systeem, dat een compacte structuur en hoge betrouwbaarheid heeft. Twee soorten die veel worden gebruikt, zijn oppervlaktegemonteerde permanente magneetsynchrone motoren en inductiemotoren.
De aandrijfmotor van voertuigen is momenteel het populairste vakgebied. De gemiddelde snelheid van personenauto's ligt rond de 16,000 tpm. Er worden al motoren met een hogere snelheid ontwikkeld.
Om de vermogensdichtheid verder te verbeteren, ontwierp en ontwikkelde Integral Powertrain een permanent magneetmotorsysteem dat werkt op 20,000 tpm en 450 kW met een maximumkoppel van 900 N·m met een massa van slechts 28 kg. Het maakt gebruik van geavanceerde technologieën, waaronder wikkelolie-injectiekoeling, radiale stator, axiale rotorkoeling, enzovoort.
Met de versnelling van elektrificatie en semi-elektriciteit in vliegtuigen, zijn krachtige, snelle motoren steeds populairder geworden. Krachtigere vliegtuigmotoren worden gebruikt in hybride vliegtuigen. Als zodanig vormen ze de kern van vergelijkbare hybride architecturen met een groter bereik. Deze gebruiken over het algemeen geforceerde luchtkoelingsstructuren om te profiteren van een hoge luchtstroom bij hoge snelheden. Permanente magneetmotoren worden meer gebruikt dan inductiemotoren om de efficiëntie te verhogen.
ENNENG is gespecialiseerd in het onderzoek en de ontwikkeling van alle soorten hogesnelheidsmotoren. Deze motoren zullen efficiënt en betrouwbaar zijn met hoge snelheid.
ENNENGDe hogesnelheidsmotoren van het bedrijf worden veel gebruikt in industrieën zoals energiecentrales, metallurgie, chemicaliën, waterbehandeling, steenkoolmijnbouw, textiel, rubber, aardolie, medicijnen, papier, koeltorens en voedselverwerking. Deze motoren helpen bedrijven de uitstoot te verminderen, energie te besparen, het verbruik te verminderen en lawaai te minimaliseren, waardoor groene productiepraktijken worden bevorderd.
Hogesnelheidsmotoren staan bekend om hun efficiëntie en energiebesparende prestaties van de fabrikant ENNENG. Deze motoren hebben vermogensfactoren van meer dan 98%, wat een efficiëntie van meer dan 95% betekent, waardoor de capaciteit van de stroomontvangende apparatuur klein is en er veel energie wordt bespaard. Ze zouden eenvoudig te vervangen moeten zijn voor degenen met dezelfde installatiegrootte als asynchrone motoren.
Bovendien zorgt PG-vectorregeling voor de hoge nauwkeurigheid van de snelheden die nodig zijn voor bepaalde specifieke toepassingen dankzij de hogesnelheidsmotoren die ENNENG produceert. Alle verdichtingsmachines en printers hebben die motor nodig.
Over het algemeen zijn ENNENG-hogesnelheidsmotoren ontworpen om uitstekende prestaties en betrouwbaarheid bij hogere snelheden te garanderen. Met de toegevoegde voordelen van energiebesparing, eenvoudige vervanging en variabele snelheidsregeling is de serie motoren een ideale keuze voor industriële klanten die optimale prestaties en een laag energieverbruik waarderen.
