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Alta velocità Motori hanno i vantaggi di alta efficienza, grande potenza specifica, alto fattore di potenza, alta affidabilità e sono facili da manutenere. Sviluppati nelle nazioni industrializzate avanzate, i motori ad alta velocità sono stati ampiamente utilizzati in vari campi come l'aviazione aerospaziale e le industrie di stampi in questi paesi. L'industria dei motori ad alta velocità è entrata in Cina durante gli anni '1990. Prodotti hanno continuato il loro sviluppo dalla fascia bassa a quella alta e, di conseguenza, le dimensioni del mercato si sono ulteriormente ampliate.
Definizione di motori ad alta velocità
I motori ad alta velocità differiscono dai motori convenzionali per l'entità delle loro velocità di rotazione e per gli alti livelli di ingegneria coinvolti nella loro progettazione. Come suggerisce il nome, questi motori sono in grado di raggiungere livelli molto elevati di velocità di rotazione, ideali per applicazioni in cui ciò si rivelerebbe vantaggioso. Sebbene ciò che costituisce un motore ad alta velocità possa essere soggetto a variazioni, diversi criteri servono come linee guida nella loro classificazione.
Criteri per i motori ad alta velocità
Velocità di rotazione:
Utilizza principalmente la velocità di rotazione per classificare l'alta velocità di un motore. Nella maggior parte delle classificazioni, la velocità di rotazione generalmente accettata per classificare i motori ad alta velocità è superiore a 10,000 giri/min. Quel valore soglia è molto più alto se confrontato con quello dei normali motori industriali, che di solito sono inferiori a 3,600 giri/min. Deve essere progettato e lavorato in modo perfetto e completo per mantenere tali velocità di ordine elevato in termini di stabilità, durata e prestazioni.
Velocità lineare di rotazione del rotore:
Oltre alla velocità di rotazione, altre caratteristiche importanti dei motori ad alta velocità sono date dalla velocità lineare di rotazione del rotore. La velocità lineare in questo contesto significa la velocità a cui qualsiasi punto del rotore viaggia nello spazio. Per i motori ad alta velocità, questa è più di 50 metri al secondo. Anche questo è un parametro importante perché influenza le prestazioni del motore e le sollecitazioni all'interno del rotore.
Relazione tra sollecitazione centrifuga e velocità lineare:
Lo stress centrifugo, o la sua relazione con la velocità lineare, costituisce una teoria di base nella progettazione di motori ad alta velocità. La forza centrifuga o, piuttosto, la risultante prodotta agisce in una direzione verso l'esterno dal rotore rotante e le loro grandezze variano con il quadrato della velocità lineare. Con ciò, significa che se un valore raddoppiato della velocità lineare aumenta lo stress centrifugo, l'aumento risultante è esponenziale; il raddoppio della velocità lineare, ad esempio, dà stress centrifughi quadruplicati. Questa relazione evidenzia le sfide ingegneristiche coinvolte nella progettazione di motori ad alta velocità, poiché i materiali e l'integrità strutturale devono resistere a questi stress elevati senza compromettere le prestazioni o la sicurezza.
In pratica, tali sollecitazioni nei motori ad alta velocità vengono normalmente gestite mediante l'uso di materiali e tecniche di costruzione avanzati. Ad esempio, i rotori possono essere realizzati con leghe ad alta resistenza o materiali compositi in grado di sostenere forze così elevate a velocità molto elevate. Inoltre, il bilanciamento e l'allineamento di precisione diventano cruciali per mantenere le vibrazioni il più basse possibile e ridurre la possibilità di guasti meccanici.
Considerazioni su progettazione e materiali:
I materiali di costruzione nel rotore e nello statore di un motore ad alta velocità devono essere in grado di sopportare un'elevata forza centrifuga e resistere alle sue forze di deformazione. Le scelte di materiali standard includono acciaio ad alta resistenza, lega di titanio e compositi in fibra di carbonio. Questi forniscono una buona resistenza con un peso minimo, qualcosa di molto importante per aiutare a mantenere l'elevata velocità di rotazione.
La progettazione di motori ad alta velocità considera anche meccanismi di raffreddamento avanzati per dissipare il calore generato dall'attrito e dalle perdite elettriche ad alte velocità. I metodi di raffreddamento possono includere raffreddamento ad aria forzata, raffreddamento a liquido o persino l'uso di speciali camicie di raffreddamento attorno ai componenti critici.
Applicazioni e implicazioni:
I motori ad alta velocità trovano applicazione in molti settori in cui le loro peculiarità sono di grande beneficio. Le applicazioni nel settore aerospaziale puntano a implementare un'elevata densità di potenza e affidabilità nei sistemi. Nel campo medico, questi motori ad alta velocità servono per azionare precisi strumenti chirurgici e dispositivi di imaging. Altre applicazioni includono lavorazioni industriali ad alta velocità e produzione di precisione in cui la loro efficienza e accuratezza aumentano la produttività.
I motori ad alta velocità sono definiti da criteri quali velocità rotazionali e lineari estremamente elevate, elevate sollecitazioni centrifughe che ne derivano e l'ingegneria avanzata coinvolta nel tenere sotto controllo tali fattori. I motori ad alta velocità vanno oltre i 10,000 giri/min e velocità lineare superiore a 50 m/s, spingono i limiti nelle applicazioni avanzate e sottolineano la necessità di progettazione innovativa e scienza dei materiali nel loro sviluppo.
Applicazioni dei motori ad alta velocità
Le applicazioni dei motori ad alta velocità stanno aumentando in modo esplosivo. In ordine di alta velocità, ci sono le seguenti applicazioni.
L'utensile elettrico utilizza un processo di avvolgimento PCB senza nucleo e si integra con il chip di controllo. È molto compatto. Quel tipo di convertitore elettrico può essere utilizzato anche in alcune apparecchiature mediche come l'odontoiatria.
L'alto vuoto può essere normalmente ottenuto dalla pompa molecolare, che è un tipo di dispositivo fisico. Può anche essere utilizzato per la separazione dell'aria e per pulire l'aria con alta qualità. La velocità del motore per tali applicazioni può raggiungere 32 kr/min, 500 W. Può essere progettato da un motore a induzione o da un motore a magnete permanente ad avvolgimento concentrato. Può essere progettato utilizzando un motore a induzione o un motore a magnete permanente ad avvolgimento concentrato.
Esistono molte suddivisioni nell'accumulo di energia, come l'accumulo di energia a volano utilizzato dagli aeromobili, l'accumulo di energia a volano utilizzato dalle centrali elettriche e così via. L'esempio seguente è un prodotto di accumulo di energia a volano per la guida di un veicolo. Il concetto che sostiene è lo stesso dell'accumulo di energia della batteria del veicolo ibrido o dell'accumulo di energia del supercondensatore. In una situazione del genere, quando l'automobile ha bisogno di un aumento di potenza, il motore di accumulo di energia a volano può comportarsi proprio come un generatore per fornire elettricità. Quello che segue è un motore di accumulo di energia con 30 kW di potenza e 50 kr/min di velocità di rotazione. Utilizza uno schema di motore a induzione e il suo rotore è un blocco di ferro solido.
La turbocompressione elettronica è una nuova tecnologia sviluppata negli ultimi anni. La sua funzione è quella di sovralimentare il motore dell'automobile a basse velocità per ritardare il ritardo del vortice e aumentare la coppia esplosiva. Un prodotto da 10 kW, 100 kr/min sviluppato da BorgWarner utilizza una struttura di motore a magnete permanente a 2 poli e 24 slot. A causa dell'elevata temperatura dell'ambiente di lavoro, oltre all'elevata velocità, la progettazione di questo tipo di motore dovrebbe anche prendere il controllo del campo magnetico. Perdita di acciaio e aumento della temperatura.
Questo deve essere uno di quei prodotti "leggendari" di un laboratorio universitario: una macchina delle dimensioni di una matita può esplodere in 50 kW. Di sicuro, potrebbe prendere un motore di automobile con questo, come si dice, "riducendosi del 95% e molti dispositivi si affidano a questo piccolo motore, così che"
Fino ad oggi, il compressore d'aria ad alta velocità può essere visto come una delle applicazioni più comuni del motore ad alta potenza ad alta velocità. La sua velocità di rotazione può raggiungere decine di migliaia di giri al minuto con una potenza tra 100-700 kW e generalmente utilizza cuscinetti magnetici, turbine di azionamento o pale attraverso il motore per comprimere l'aria. Il motore a trasmissione diretta ad alta velocità annulla il sistema originale motore a bassa velocità + moltiplicatore di velocità, che ha una struttura compatta e un'elevata affidabilità. Due tipi di quelli comunemente usati sono i motori sincroni a magnete permanente montati in superficie e i motori a induzione.
Attualmente, il settore dei motori per veicoli è quello più all'avanguardia: la velocità massima delle autovetture è di 16,000 giri/min e sono già in fase di sviluppo motori a velocità più elevate.
Per migliorare ulteriormente la densità di potenza, l'Integral Powertrain ha progettato e sviluppato un sistema di motore a magneti permanenti che funziona a 20,000 giri/min e 450 kW con una coppia massima di 900 N·m con una massa di soli 28 kg. Utilizza tecnologie avanzate tra cui raffreddamento a iniezione di olio per avvolgimento, statore radiale, raffreddamento assiale del rotore e così via.
Con l'accelerazione dell'elettrificazione e della semi-elettricità negli aeromobili, i motori ad alta potenza e ad alta velocità sono diventati sempre più richiesti. I motori aeronautici ad alta potenza sono utilizzati negli aeromobili ibridi. In quanto tali, costituiscono il nucleo di architetture ibride simili a lungo raggio. Queste in genere utilizzano strutture di raffreddamento ad aria forzata per sfruttare l'elevato flusso d'aria ad alte velocità. I motori a magnete permanente sono più utilizzati dei motori a induzione per aumentare l'efficienza.
ENNENG è specializzata nella ricerca e sviluppo di tutti i tipi di motori ad alta velocità. Questi motori saranno efficienti e affidabili ad alta velocità.
ENNENGI motori ad alta velocità di sono ampiamente utilizzati in settori quali centrali elettriche, metallurgia, prodotti chimici, trattamento delle acque, estrazione del carbone, tessile, gomma, petrolio, medicina, carta, torri di raffreddamento e lavorazione alimentare. Questi motori aiutano le aziende a ridurre le emissioni, risparmiare energia, ridurre i consumi e minimizzare il rumore, promuovendo pratiche di produzione ecologiche.
I motori ad alta velocità sono famosi per la loro efficienza e le prestazioni di risparmio energetico del produttore ENNENG. Questi motori hanno fattori di potenza superiori al 98%, il che significa efficienze superiori al 95%, rendendo piccola la capacità delle apparecchiature di ricezione di potenza e risparmiando molta energia. Dovrebbero essere facilmente sostituibili per quelli con le stesse dimensioni di installazione dei motori asincroni.
Inoltre, il controllo vettoriale PG assicura l'elevata precisione delle velocità richieste da alcune applicazioni specifiche grazie ai motori ad alta velocità prodotti da ENNENG. Tutti i compattatori e le stampanti necessitano di quel motore.
In genere, i motori ad alta velocità ENNENG sono progettati per garantire prestazioni eccellenti e affidabilità a velocità più elevate. Con i vantaggi aggiuntivi di risparmio energetico, facile sostituzione e controllo della velocità variabile, la serie di motori è una scelta ideale per i clienti industriali che apprezzano prestazioni ottimali e bassi consumi energetici.
