哔哥哔特商务网 |资讯中心 |解决方案 登录 注册 |电子刊 |招聘/求职
您的位置:微电机世界网 >>技术与应用 >>新闻

什么是高转速微型直流电机?

2020-06-17 16:27:14     来源:天孚微电机        

【哔哥哔特导读】高转速在家用空调、冰箱、航空航天、汽车船舶等产品应用广泛,小型的电子产品诸如电动牙刷、洁面仪、美容仪、电动玩具、按摩仪等等也会用到高转速的微型电机。

高转速微型电机就是转速非常高,它的特点是:转子速度高、定子绕组电流和铁芯磁通频率高、功率密度和密度大。高转速电机具有不同于普通微型电机的技术和设计方法,难度也高于普通转速的电机。

高转速电机的应用

高转速在家用空调、冰箱、航空航天、汽车船舶等产品应用广泛,小型的电子产品诸如电动牙刷、洁面仪、美容仪、电动玩具、按摩仪等等也会用到高转速的微型电机。

高转速微型电机转子速度通常是高于10000r/min,高转速微型电机在高速旋转下,常规的碟片转子是难承受如此大的离心力的,一般是采用特殊的高强度叠片或实心转子结构,尤其是大型的高转速电机。对于永磁电机来讲,转子强度问题也是比较突出,烧结成的永磁材料承受不了高速旋转产生产拉应力,所以需要要对永磁体采取保护措施,另外电机转子和气隙高速摩擦,转子表面的摩擦损耗高于普通电机,这就需要考虑转子的散热问题了。

为了保证转子有足够的强度, 高转速转子设计的样子多为细长型。 因此与常速电机相比, 高转速转子系统接近临界转速的可能性大大增加, 为了避免发生弯曲共振, 必须准确预测转子系统的临界转速; 普通电机轴承无法在高速下可靠运行,必须采用高速轴承系统。

电机绕组电流和铁芯中磁通交变频率很高,会在电机绕组、定子铁心以及转子中产生较大的高频附加损耗。当定子电流频率较低时, 通常可以忽略趋肤效应和邻近效应对绕组损耗的影响, 但在高频情况下定子绕组会产生明显的趋肤效应和邻近效应, 增大绕组附加损耗; 高转速定子铁心中磁通频率高,趋肤效应的影响不能忽略, 常规的计算方法会带来较大误差, 为了准确计算高转速的定子铁心损耗, 需要探索(有点摸着石头过河的感觉)高频工况下的铁耗计算模型。

定子开槽与绕组非正弦分布引起的空间谐波以及由PWM供电产生的电流时间谐波均会在转子中产生较大的涡流损耗, 由于转子体积小、散热条件差, 会给转子散热带来极大困难, 因此转子涡流损耗的准确计算以及探索有效降低转子涡流损耗的措施, 对高转速可靠运行具有重要意义; 同时高频电压或电流也给大功率转速电机的控制器设计带来了挑战。

高转速的体积远小于同等功率的常速电机, 不仅功率密度和损耗密度大而且散热困难, 如果不采用特殊散热措施, 会使电机温升过高, 从而缩短绕组寿命, 特别对于永磁电机, 在转子温升过高的情况下, 永磁体易发生不可逆退磁 。设计一个良好的冷却系统, 能有效降低定转子温升, 是大功率高转速长期稳定运行的关键。

综上所述, 高转速在转子强度、转子系统动力学、电磁设计、冷却系统设计与温升计算、高速轴承以及控制器的研制等方面存在许多常规电机所不具有的特殊关键问题, 因此高转速的设计是一个集电磁场-转子强度-转子动力学-流体场与温度场等多物理场多次迭代的综合设计过程。

目前应用于高速领域的电机类型主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机等, 每种电机类型又有不同的拓扑结构。

1)高速感应电机:感应电机转子结构简单、转动惯量低, 并能在高温和高速的条件下长时间运行, 因此感应电机在高速领域应用比较广泛 。国内外最大功率的高速感应电机为15MW, 转速为20000 r/min,在2002年研制的, 采用的是实心转子结构; 高速感应电机最大速度为180000 r/min,功率为10kW,采用磁悬浮轴承, 实心转子结构,线速度为219m /s, 电机的效率约为85% ;

2)内转子高速永磁电机:永磁电机具有效率和功率因数高及转速范围大等优点, 因此其在高速应用领域备受青睐。相对于外永磁转子电机, 内转子永磁电机具有转子半径小及可靠性强的优点,成为高转速的首选。内转子高速永磁电机的最大功率已达8MW,转速15000r /min,为面贴式永磁转子, 采用碳纤维保护套捆扎; 最高转速的永磁电机为500000r/min,功率为1kW, 转子表面线速度为261m /s,采用合金保护套。

声明:转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益,请与我

们联系,我们将及时更正、删除,谢谢。

  • 赞一个(
    0
    )
  • 踩一下(
    0
    )
分享到:
阅读延展
微型电机 电机
  • 微型电机在电动汽车中的普及常见场景

    微型电机在电动汽车中的普及常见场景

    随着电动车的普及,汽车内部配置也随着提升,微型电机在汽车上的应用得也非常常见的。通常情况下电驱动的设备都应用到了微型电机,如雨刮器、鼓风机、电动座椅、电动车窗/天窗等等。

  • 效率低对微型直流电机的影响有哪些?

    效率低对微型直流电机的影响有哪些?

    微型电机的效率过低会影响性能,如通过计算出来需要3W功率可带动负载的微电机,单是实际效果会与计算的有偏差,这就是效率原因。

  • 为什么大部分产品使用的是有刷直流电机?

    为什么大部分产品使用的是有刷直流电机?

    有刷直流电机控制非常简单,连接直流电源,微型电机启动后旋转,不需要其他电子设备参与;如要反向旋转,将直流电源线对调即可;要调整转速,只需升高或降低电压。

  • 直流电机齿轮减速机主要包括哪些?

    直流电机齿轮减速机主要包括哪些?

    微型齿轮减速电机是微型电机传动闭式传动减速装置(又称微型齿轮减速马达),就是减速机和电机(或马达)的组合体,用来降低转速和增大转矩,以满足机械设备工作的需要。

  • 微电机控制详解,不同型号的直流微电机的控制方式

    微电机控制详解,不同型号的直流微电机的控制方式

    永磁直流微型电机它的结构比较简单,而且具有调速性能好的优点,也就是指微型直流电机在一定负载的条件下,根据需要,人为地改变微型电机的转速。直流电动机可以在重负载件下,实现均匀、平滑的无级调速,而且调速范围较宽。

  • 微型电机发热异常,专家分析:90%是这些原因

    微型电机发热异常,专家分析:90%是这些原因

    除了电压过高,电压过低也会导致微型电机发热严重(电压过低,电磁转矩就会降低,如果负载转距没有减小,转子转数过低,这时转差率增大会造成电机过载而发热),因为无论是电压过高还是过低都会导致电流增加。所以在微型电机参数中会有“始动电压”和“额定电压”这两个参数。

微信

第一时间获取电子制造行业新鲜资讯和深度商业分析,请在微信公众账号中搜索“哔哥哔特商务网”或者“big-bit”,或用手机扫描左方二维码,即可获得哔哥哔特每日精华内容推送和最优搜索体验,并参与活动!

发表评论

  • 最新评论
  • 广告
  • 广告
  • 广告
广告
Copyright Big-Bit © 1999-2013 All Right Reserved 哔哥哔特资讯 版权所有      未经本网站书面特别授权,请勿转载或建立影像,违者依法追究相关法律责任