Hraðasvið bíldrifsmótorsins er oft tiltölulega breitt, en nýlega komst ég í samband við verkfræðibílaverkefni og fannst kröfur viðskiptavinarins vera mjög krefjandi.Það er ekki þægilegt að segja tiltekna gögnin hér.Almennt talað er málaflið nokkur hundruð kílóvött, málhraðinn er n(N), og hámarkshraði n(max) stöðugs afls er um það bil 3,6 sinnum meiri en n(N);mótorinn er ekki metinn á hæsta hraða.vald, sem ekki er fjallað um í þessari grein.
Venjuleg leið er að auka hluthraðann á viðeigandi hátt, þannig að svið stöðugs aflhraða verði minna.Ókosturinn er sá að spennan við upphaflega nafnhraðapunktinn minnkar og straumurinn verður stærri;Hins vegar, miðað við að straumur ökutækisins er meiri við lágan hraða og mikið tog, er almennt ásættanlegt að færa málhraðapunktinn svona.Hins vegar getur verið að bílaiðnaðurinn sé of flókinn.Viðskiptavinurinn krefst þess að straumurinn sé í grundvallaratriðum óbreyttur yfir stöðugu aflsviðinu, svo við verðum að íhuga aðrar aðferðir.
Það fyrsta sem kemur upp í hugann er að þar sem úttaksaflið getur ekki náð nafnafli eftir að hafa farið yfir hámarkshraðapunkt n(max) af stöðugu afli, þá lækkum við málaflið á viðeigandi hátt og n(max) mun aukast (það finnst svolítið eins og NBA stórstjarna "getur ekki sigrað Bara join", eða þar sem þú féllst á prófinu með 58 stig, settir síðan brautarlínuna á 50 stig), er þetta til að auka getu mótorsins til að bæta hraðakstursgetuna.Til dæmis, ef við hönnum 100kW mótor, og merkjum síðan málaflið sem 50kW, mun stöðugt aflsvið ekki batna til muna?Ef 100kW getur farið 2 sinnum yfir hraðann er ekkert mál að fara að minnsta kosti 3 sinnum yfir hraðann við 50kW.
Auðvitað getur þessi hugmynd aðeins verið á hugsunarstigi.Allir vita að magn mótora sem notaðir eru í farartæki er mjög takmarkað og það er nánast ekkert pláss fyrir mikið afl og kostnaðareftirlit er líka mjög mikilvægt.Þannig að þessi aðferð getur samt ekki leyst raunverulegt vandamál.
Við skulum íhuga alvarlega hvað þessi beygingarpunktur þýðir.Við n(max) er hámarksaflið nafnaflið, það er hámarkstogmarföld k(T)=1,0;ef k(T)>1,0 á ákveðnum hraðapunkti þýðir það að það hefur stöðuga aflþenslugetu.Svo er það satt að því stærri sem k(T) er, því sterkari er hraðaþenslugetan?Svo lengi sem k(T) í punkti n(N) nafnhraðans er hannað nógu stórt, er hægt að fullnægja stöðugu aflhraðasviðinu sem er 3,6 sinnum?
Þegar spennan er ákvörðuð, ef lekahvarfið helst óbreytt, er hámarkstogið í öfugu hlutfalli við hraðann og hámarkstogið minnkar þegar hraðinn eykst;reyndar breytist lekaviðbragðið líka með hraðanum, sem verður fjallað um síðar.
Mál afl (tog) mótorsins er nátengt ýmsum þáttum eins og einangrunarstigi og hitaleiðni.Almennt er hámarkstogið 2~2,5 sinnum nafntogið, það er k(T)≈2~2,5.Þegar afkastageta hreyfilsins eykst hefur k(T) tilhneigingu til að minnka.Þegar stöðugu aflinu er haldið á hraðanum n(N)~n(max), samkvæmt T=9550*P/n, er sambandið milli nafntogsins og hraðans einnig í öfugu hlutfalli.Þannig að ef (athugið að þetta er samtengingarstemningin) lekaviðbragðið breytist ekki með hraðanum, þá helst hámarkstogmargfeldið k(T) óbreytt.
Reyndar vitum við öll að viðbragð er jöfn margfeldi inductance og hornhraða.Eftir að mótorinn er búinn er inductance (leka inductance) nánast óbreytt;mótorhraðinn eykst og lekaviðbragð statorsins og snúningsins eykst hlutfallslega, þannig að hraðinn sem hámarkstogið lækkar á er hraðari en nafntogið.Þar til n(max), k(T)=1,0.
Svo mikið hefur verið rætt hér að ofan, bara til að útskýra að þegar spennan er stöðug er ferlið við að auka hraðann ferlið þar sem kT minnkar smám saman.Ef þú vilt auka stöðuga aflhraðasviðið þarftu að auka k(T) á nafnhraðanum.Dæmið n(max)/n(N)=3,6 í þessari grein þýðir ekki að k(T)=3,6 dugi á nafnhraðanum.Vegna þess að vindnúningstapið og járnkjarnatapið er meira á miklum hraða, þarf k(T)≥3,7.
Hámarkstog er um það bil í öfugu hlutfalli við summan af lekaviðbragði stator og snúðs, þ.e.
1. Að draga úr fjölda leiðara í röð fyrir hvern áfanga statorsins eða lengd járnkjarna er verulega áhrifarík fyrir lekahvarf statorsins og snúningsins og ætti að hafa forgang;
2. Fjölga skal stator raufum og minnka tiltekna leka gegndræpi stator raufanna (enda, harmonics), sem er áhrifaríkt fyrir stator lekaviðbragðið, en felur í sér marga framleiðsluferla og getur haft áhrif á aðra frammistöðu, svo mælt er með því að varkár;
3. Fyrir flestar búrgerðir snúninga sem notaðir eru, er að auka fjölda snúningsraufa og draga úr sérstakri leka gegndræpi snúningsins (sérstaklega sérstakt leka gegndræpi snúningsraufanna) er áhrifaríkt fyrir viðbragðið við leka snúningsins og hægt er að nýta það að fullu.
Fyrir sérstaka útreikningsformúlu, vinsamlegast skoðaðu kennslubókina „Motor Design“ sem verður ekki endurtekin hér.
Meðal- og aflmiklir mótorar hafa venjulega færri snúninga og smávægilegar breytingar hafa mikil áhrif á afköst, þannig að fínstilling frá snúningshlið er framkvæmanlegri.Á hinn bóginn, til að draga úr áhrifum tíðnihækkunar á kjarnatapi, eru venjulega notaðar þynnri hágæða kísilstálplötur.
Samkvæmt ofangreindu hugmyndahönnunarkerfi hefur reiknað verðmæti náð tæknilegum kröfum viðskiptavinarins.
PS: Afsakið opinbera vatnsmerki reikningsins sem nær yfir nokkra stafi í formúlunni.Sem betur fer er auðvelt að finna þessar formúlur í „rafverkfræði“ og „mótorhönnun“, ég vona að það hafi ekki áhrif á lestur þinn.
Pósttími: 13. mars 2023