자동차 구동 모터의 속도 범위는 상대적으로 넓은 경우가 많지만 최근 엔지니어링 차량 프로젝트를 접하면서 고객의 요구 사항이 매우 까다롭다고 느꼈습니다.여기서 구체적인 데이터를 말하는 것은 편리하지 않습니다.일반적으로 정격 전력은 수백 킬로와트이고 정격 속도는 n(N)이며 정전력의 최대 속도 n(max)은 n(N)의 약 3.6배입니다.모터는 최고 속도로 평가되지 않습니다.이 글에서는 다루지 않는 권력.
일반적인 방법은 정격 속도를 적절하게 증가시켜 정전력 속도의 범위가 작아지는 것입니다.단점은 원래 정격 속도 지점의 전압이 감소하고 전류가 더 커진다는 것입니다.그러나 저속 및 고토크에서는 차량의 전류가 더 높다는 점을 고려하면 일반적으로 정격 속도 지점을 이와 같이 이동하는 것이 허용됩니다.그러나 자동차 산업이 너무 복잡할 수도 있습니다.고객은 전류가 기본적으로 정전력 범위 전체에 걸쳐 변하지 않아야 하므로 다른 방법을 고려해야 합니다.
가장 먼저 생각나는 것은 정전력의 최고속도점 n(max)을 초과한 후에는 출력전력이 정격전력에 도달하지 못하기 때문에 정격전력을 적당히 줄이면 n(max)가 증가한다는 것이다. NBA 슈퍼스타가 "이길 수 없어 그냥 합류하세요"와 비슷하거나 58점으로 시험에 실패했기 때문에 합격선을 50점으로 설정하는 것과 같습니다. 이는 모터의 용량을 늘려 속도 능력을 향상시키는 것입니다.예를 들어 100kW 모터를 설계하고 정격전력을 50kW로 표시하면 정전력 범위가 크게 향상되지 않을까요?100kW가 속도의 2배를 초과할 수 있다면 50kW에서는 최소 3배의 속도를 초과해도 문제가 되지 않습니다.
물론 이 아이디어는 생각하는 단계에만 머물 수 있다.차량에 사용되는 모터의 용량은 극히 한정되어 있고, 고출력을 낼 여지가 거의 없으며, 비용 관리도 매우 중요하다는 사실은 누구나 알고 있습니다.따라서 이 방법으로는 여전히 실제 문제를 해결할 수 없습니다.
이 변곡점이 무엇을 의미하는지 진지하게 생각해 봅시다.n(max)에서 최대 출력은 정격 출력, 즉 최대 토크 배수 k(T)=1.0입니다.특정 속도 지점에서 k(T)>1.0이면 일정한 전력 확장 능력이 있음을 의미합니다.그러면 k(T)가 클수록 속도 확장 능력이 강해진다는 것이 사실인가요?정격속도 n(N) 지점의 k(T)를 충분히 크게 설계하면 3.6배의 정전력 속도 조절 범위를 만족할 수 있을까?
전압이 결정될 때 누설 리액턴스가 변하지 않으면 최대 토크는 속도에 반비례하고 속도가 증가함에 따라 최대 토크는 감소합니다.실제로 누설 리액턴스는 속도에 따라 변하는데, 이에 대해서는 나중에 설명하겠습니다.
모터의 정격 출력(토크)은 절연 수준, 방열 조건 등 다양한 요소와 밀접한 관련이 있습니다.일반적으로 최대 토크는 정격 토크의 2~2.5배, 즉 k(T)≒2~2.5입니다.모터 용량이 증가함에 따라 k(T)는 감소하는 경향이 있습니다.속도 n(N)~n(max)에서 일정한 출력이 유지될 때 T=9550*P/n에 따르면 정격 토크와 속도의 관계도 반비례합니다.따라서 (가정적 분위기에 유의) 누설 리액턴스가 속도에 따라 변하지 않으면 최대 토크 배수 k(T)는 변하지 않고 유지됩니다.
사실, 우리 모두는 리액턴스가 인덕턴스와 각속도의 곱과 같다는 것을 알고 있습니다.모터가 완성된 후 인덕턴스(누설 인덕턴스)는 거의 변하지 않습니다.모터 속도가 증가하고 고정자와 회전자의 누설 리액턴스가 비례적으로 증가하므로 최대 토크가 감소하는 속도는 정격 토크보다 빠릅니다.n(max)까지, k(T)=1.0.
위에서 너무 많이 논의했는데, 전압이 일정할 때 속도가 증가하는 과정이 kT가 점차 감소하는 과정이라는 것만 설명하면 됩니다.정전력 속도 범위를 늘리려면 정격 속도에서 k(T)를 높여야 합니다.이 기사의 예제 n(max)/n(N)=3.6은 정격 속도에서 k(T)=3.6이 충분하다는 의미는 아닙니다.풍마찰 손실과 철심 손실은 고속에서 더 크기 때문에 k(T)≥3.7이 필요합니다.
최대 토크는 고정자와 회전자의 누설 리액턴스의 합에 대략 반비례합니다. 즉,
1. 고정자의 각 상에 대한 직렬 도체의 수나 철심의 길이를 줄이는 것은 고정자와 회전자의 누설 리액턴스에 매우 효과적이므로 우선적으로 고려되어야 한다.
2. 고정자 슬롯 수를 늘리고 고정자 슬롯의 특정 누설 투과도(단, 고조파)를 줄입니다. 이는 고정자 누설 리액턴스에 효과적이지만 많은 제조 공정이 필요하고 다른 성능에 영향을 미칠 수 있으므로 권장됩니다. 조심성 있는;
3. 대부분의 케이지형 로터에 사용되는 로터의 경우 로터 슬롯 수를 늘리고 로터의 비누설 투과율(특히 로터 슬롯의 비누설 투과율)을 줄이는 것이 로터 누설 리액턴스에 효과적이며 충분히 활용될 수 있습니다.
구체적인 계산식은 여기에서 반복하지 않기 때문에 교과서 "모터 설계"를 참조하십시오.
중전력 및 고출력 모터는 일반적으로 회전 수가 적고 약간의 조정이 성능에 큰 영향을 미치므로 로터 측에서 미세 조정하는 것이 더 실현 가능합니다.한편, 주파수 증가가 철손에 미치는 영향을 줄이기 위해 일반적으로 더 얇은 고급 실리콘 강판이 사용됩니다.
위의 아이디어 설계 방식에 따라 계산된 값이 고객의 기술 요구 사항에 도달했습니다.
추신: 수식의 일부 문자를 덮는 공식 계정 워터마크가 있어서 죄송합니다.다행스럽게도 이러한 공식은 "전기 공학"과 "모터 설계"에서 쉽게 찾을 수 있으므로 읽는 데 영향을 미치지 않기를 바랍니다.
게시 시간: 2023년 3월 13일