By
ความเร็วสูง มอเตอร์ มอเตอร์ความเร็วสูงมีข้อดีคือ มีประสิทธิภาพสูง กำลังไฟฟ้าจำเพาะสูง ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าสูง ความน่าเชื่อถือสูง และง่ายต่อการบำรุงรักษา มอเตอร์ความเร็วสูงได้รับการพัฒนาในประเทศอุตสาหกรรมขั้นสูง และถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ และอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ในประเทศเหล่านี้ อุตสาหกรรมมอเตอร์ความเร็วสูงเข้าสู่จีนในช่วงทศวรรษ 1990 ผลิตภัณฑ์ ได้พัฒนาต่อยอดจากระดับล่างสู่ระดับบน ทำให้ขนาดตลาดขยายกว้างออกไปอีก
คำจำกัดความของมอเตอร์ความเร็วสูง
มอเตอร์ความเร็วสูงแตกต่างจากมอเตอร์ทั่วไปเนื่องจากขนาดของความเร็วในการหมุนและระดับวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องในการออกแบบมอเตอร์ มอเตอร์เหล่านี้สามารถหมุนด้วยความเร็วที่สูงมากตามชื่อซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่จะเป็นประโยชน์ แม้ว่าสิ่งที่ประกอบเป็นมอเตอร์ความเร็วสูงอาจมีความแตกต่างกัน แต่เกณฑ์หลายประการทำหน้าที่เป็นแนวทางในการจำแนกประเภท
เกณฑ์สำหรับมอเตอร์ความเร็วสูง
ความเร็วในการหมุน:
โดยทั่วไปจะใช้ความเร็วในการหมุนเพื่อจำแนกประเภทมอเตอร์ความเร็วสูง ในการจำแนกประเภทส่วนใหญ่ ความเร็วรอบที่ยอมรับโดยทั่วไปในการจัดประเภทมอเตอร์ความเร็วสูงคือมากกว่า 10,000 รอบต่อนาที ค่าเกณฑ์ดังกล่าวสูงกว่ามากเมื่อเทียบกับมอเตอร์อุตสาหกรรมทั่วไปซึ่งโดยปกติจะอยู่ต่ำกว่า 3,600 รอบต่อนาที จำเป็นต้องออกแบบและประมวลผลอย่างสมบูรณ์แบบและละเอียดถี่ถ้วนเพื่อรักษาความเร็วสูงดังกล่าวภายใต้เสถียรภาพ ความทนทาน และประสิทธิภาพ
ความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของโรเตอร์:
นอกเหนือจากความเร็วในการหมุนแล้ว ลักษณะสำคัญอื่นๆ ของมอเตอร์ความเร็วสูงยังกำหนดโดยความเร็วเชิงเส้นของการหมุนของโรเตอร์ ในบริบทนี้ ความเร็วเชิงเส้นหมายถึงความเร็วที่จุดใดๆ บนโรเตอร์เคลื่อนที่ในอวกาศ สำหรับมอเตอร์ความเร็วสูง ความเร็วเชิงเส้นคือมากกว่า 50 เมตรต่อวินาที ซึ่งถือเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เนื่องจากส่งผลต่อประสิทธิภาพของมอเตอร์และความเครียดภายในโรเตอร์
ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นจากแรงเหวี่ยงและความเร็วเชิงเส้น:
ความเค้นจากแรงเหวี่ยงหรือความสัมพันธ์กับความเร็วเชิงเส้นเป็นทฤษฎีพื้นฐานในการออกแบบมอเตอร์ความเร็วสูง แรงเหวี่ยงหรือแรงที่เกิดขึ้นจากการหมุนจะกระทำในทิศทางออกจากโรเตอร์ที่หมุน และขนาดของแรงเหวี่ยงจะเปลี่ยนแปลงไปตามกำลังสองของความเร็วเชิงเส้น ซึ่งหมายความว่าหากความเร็วเชิงเส้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า แรงเค้นจากแรงเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นแบบเลขชี้กำลัง ตัวอย่างเช่น เมื่อความเร็วเชิงเส้นเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า แรงเค้นจากแรงเหวี่ยงจะเพิ่มขึ้นเป็นสี่เท่า ความสัมพันธ์นี้เน้นให้เห็นถึงความท้าทายทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบมอเตอร์ความเร็วสูง เนื่องจากวัสดุและความสมบูรณ์ของโครงสร้างจะต้องทนต่อแรงเค้นที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้ได้โดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพหรือความปลอดภัย
ในทางปฏิบัติ ความเครียดดังกล่าวในมอเตอร์ความเร็วสูงมักจะถูกควบคุมโดยการใช้เทคนิคและวัสดุขั้นสูง ตัวอย่างเช่น โรเตอร์สามารถผลิตได้จากโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูงหรือวัสดุคอมโพสิตที่สามารถรองรับแรงสูงดังกล่าวได้ในความเร็วสูงมาก นอกจากนี้ การปรับสมดุลและการจัดตำแหน่งที่แม่นยำยังมีความสำคัญต่อการรักษาระดับการสั่นสะเทือนให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้และลดความเป็นไปได้ของความล้มเหลวทางกลไก
ข้อควรพิจารณาด้านการออกแบบและวัสดุ:
วัสดุก่อสร้างในโรเตอร์และสเตเตอร์ของมอเตอร์ความเร็วสูงจะต้องสามารถรับแรงเหวี่ยงสูงได้และต้านทานแรงเสียรูปได้ วัสดุมาตรฐานที่เลือกใช้ได้แก่ เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง โลหะผสมไททาเนียม และคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งให้ความแข็งแรงที่ดีพร้อมน้ำหนักที่น้อย ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากในการช่วยรักษาความเร็วในการหมุนที่สูง
การออกแบบมอเตอร์ความเร็วสูงยังคำนึงถึงกลไกการระบายความร้อนขั้นสูงเพื่อระบายความร้อนที่เกิดจากแรงเสียดทานและการสูญเสียไฟฟ้าที่ความเร็วสูง วิธีการระบายความร้อนอาจรวมถึงการระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับ การระบายความร้อนด้วยของเหลว หรือแม้แต่การใช้แจ็คเก็ตระบายความร้อนพิเศษรอบส่วนประกอบที่สำคัญ
การใช้งานและผลกระทบ:
มอเตอร์ความเร็วสูงมีการใช้งานในหลายพื้นที่ซึ่งลักษณะเฉพาะของมอเตอร์มีประโยชน์อย่างมาก การใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศมุ่งเน้นไปที่การนำความหนาแน่นของพลังงานสูงและความน่าเชื่อถือมาใช้ในระบบ ในด้านการแพทย์ มอเตอร์ความเร็วสูงเหล่านี้ทำหน้าที่ขับเคลื่อนเครื่องมือผ่าตัดและอุปกรณ์ถ่ายภาพที่มีความแม่นยำ การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การตัดเฉือนความเร็วสูงในอุตสาหกรรมและการผลิตที่มีความแม่นยำ ซึ่งประสิทธิภาพและความแม่นยำของมอเตอร์จะช่วยเพิ่มผลผลิต
มอเตอร์ความเร็วสูงถูกกำหนดโดยเกณฑ์ต่างๆ เช่น ความเร็วรอบและความเร็วเชิงเส้นที่สูงมาก ความเค้นจากแรงเหวี่ยงที่สูงอันเป็นผลมาจากมอเตอร์เหล่านี้ และวิศวกรรมขั้นสูงที่เกี่ยวข้องในการควบคุมปัจจัยเหล่านี้ มอเตอร์ความเร็วสูงมีความเร็วมากกว่า 10,000 รอบต่อนาทีและความเร็วเชิงเส้นที่สูงกว่า 50 ม./วินาที ก้าวข้ามขีดจำกัดในแอปพลิเคชันขั้นสูง และเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการออกแบบที่สร้างสรรค์และวิทยาศาสตร์วัสดุในการพัฒนา
การประยุกต์ใช้มอเตอร์ความเร็วสูง
การใช้งานมอเตอร์ความเร็วสูงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยเรียงตามความเร็วสูง มีการใช้งานดังต่อไปนี้
เครื่องมือไฟฟ้าใช้กระบวนการพัน PCB แบบไม่มีแกนและรวมเข้ากับชิปควบคุม มีขนาดกะทัดรัดมาก ตัวแปลงไฟฟ้าประเภทนี้ยังสามารถใช้กับอุปกรณ์ทางการแพทย์บางประเภท เช่น ทันตกรรม
โดยทั่วไปแล้ว ปั๊มโมเลกุลซึ่งเป็นอุปกรณ์ทางกายภาพชนิดหนึ่งสามารถสร้างสูญญากาศสูงได้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่อแยกอากาศและอากาศบริสุทธิ์ที่มีคุณภาพสูงได้อีกด้วย ความเร็วของมอเตอร์สำหรับการใช้งานดังกล่าวอาจถึง 32 kr/นาที 500 วัตต์ สามารถออกแบบได้โดยใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำหรือมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบขดลวดรวม สามารถออกแบบได้โดยใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำหรือมอเตอร์แม่เหล็กถาวรแบบขดลวดรวม
มีการแบ่งย่อยมากมายในระบบกักเก็บพลังงาน เช่น ระบบกักเก็บพลังงานจากล้อช่วยแรงที่ใช้ในเครื่องบิน ระบบกักเก็บพลังงานจากล้อช่วยแรงที่ใช้ในโรงไฟฟ้า เป็นต้น ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นผลิตภัณฑ์กักเก็บพลังงานหนึ่งประเภทสำหรับยานพาหนะที่ขับเคลื่อน โดยแนวคิดที่ผลิตภัณฑ์นี้มีนั้นเหมือนกับระบบกักเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่รถยนต์ไฮบริดหรือระบบกักเก็บพลังงานแบบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ ในสถานการณ์เช่นนี้ เมื่อรถยนต์ต้องการพลังงานเพิ่ม มอเตอร์กักเก็บพลังงานจากล้อช่วยแรงจะทำงานเหมือนกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพื่อจ่ายไฟฟ้า ต่อไปนี้เป็นมอเตอร์กักเก็บพลังงานที่มีกำลัง 30 กิโลวัตต์และความเร็วรอบ 50 โครเนอร์ต่อนาที มอเตอร์นี้ใช้โครงร่างมอเตอร์เหนี่ยวนำและโรเตอร์เป็นบล็อกเหล็กตัน
เทอร์โบชาร์จอิเล็กทรอนิกส์เป็นเทคโนโลยีใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีหน้าที่ในการอัดประจุเครื่องยนต์รถยนต์ที่ความเร็วต่ำเพื่อชะลอการหน่วงของกระแสน้ำวนและเพิ่มแรงบิดระเบิด ผลิตภัณฑ์ 10 กิโลวัตต์ 100 kr/นาทีที่พัฒนาโดย BorgWarner ใช้โครงสร้างมอเตอร์แม่เหล็กถาวร 2 ขั้ว 24 ช่อง เนื่องจากอุณหภูมิสภาพแวดล้อมการทำงานที่สูง นอกจากความเร็วสูงแล้ว การออกแบบมอเตอร์ประเภทนี้ควรควบคุมสนามแม่เหล็กด้วย การสูญเสียเหล็กและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
นี่คงเป็นผลิตภัณฑ์ 'ในตำนาน' จากห้องทดลองของมหาวิทยาลัย – เครื่องจักรขนาดเท่าดินสอสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ถึง 50 กิโลวัตต์ แน่นอนว่ามันสามารถรับกำลังเครื่องยนต์ของรถยนต์ได้ โดยรายงานระบุว่า “หดตัวลง 95% และอุปกรณ์จำนวนมากต้องพึ่งพาเครื่องยนต์ขนาดเล็กนี้ ดังนั้น”
จนถึงทุกวันนี้ เครื่องอัดอากาศความเร็วสูงถือได้ว่าเป็นการใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งของมอเตอร์ความเร็วสูงกำลังสูง ความเร็วในการหมุนอาจสูงถึงหลายหมื่นรอบต่อนาทีด้วยกำลังระหว่าง 100-700 กิโลวัตต์ และโดยทั่วไปจะใช้ตลับลูกปืนแม่เหล็ก กังหันขับเคลื่อน หรือใบพัดผ่านมอเตอร์เพื่ออัดอากาศ มอเตอร์ขับเคลื่อนตรงความเร็วสูงยกเลิกระบบมอเตอร์ความเร็วต่ำเดิม + ตัวเพิ่มความเร็ว ซึ่งมีโครงสร้างที่กะทัดรัดและความน่าเชื่อถือสูง มอเตอร์แบบซิงโครนัสแม่เหล็กถาวรแบบติดพื้นผิวและมอเตอร์เหนี่ยวนำมี XNUMX ประเภทที่ใช้กันทั่วไป
มอเตอร์ขับเคลื่อนยานพาหนะเป็นสาขาที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบัน โดยความเร็วหลักของรถยนต์โดยสารอยู่ภายใน 16,000 รอบต่อนาที และขณะนี้กำลังมีการพัฒนามอเตอร์ที่มีความเร็วสูงกว่านั้นอยู่
เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานให้ดียิ่งขึ้น Integral Powertrain ได้ออกแบบและพัฒนาระบบมอเตอร์แม่เหล็กถาวรที่ทำงานด้วยความเร็ว 20,000 รอบต่อนาทีและกำลัง 450 กิโลวัตต์พร้อมแรงบิดสูงสุด 900 นิวตันเมตรพร้อมมวลเพียง 28 กิโลกรัม โดยใช้เทคโนโลยีขั้นสูงต่างๆ เช่น การระบายความร้อนด้วยการฉีดน้ำมันขดลวด สเตเตอร์แบบเรเดียล การระบายความร้อนด้วยแกนโรเตอร์ และอื่นๆ
จากการที่การใช้ไฟฟ้าและไฟฟ้ากึ่งไฟฟ้าในเครื่องบินเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว มอเตอร์ที่มีกำลังสูงและความเร็วสูงจึงกลายเป็นที่ต้องการมากขึ้น มอเตอร์การบินที่มีกำลังสูงกว่านั้นใช้ในเครื่องบินไฮบริด ดังนั้น มอเตอร์นี้จึงเป็นแกนหลักของสถาปัตยกรรมไฮบริดระยะไกลที่คล้ายกัน โดยทั่วไปแล้ว สถาปัตยกรรมเหล่านี้จะใช้โครงสร้างระบายความร้อนด้วยอากาศแบบบังคับเพื่อใช้ประโยชน์จากการไหลของอากาศสูงที่ความเร็วสูง มอเตอร์แม่เหล็กถาวรนั้นถูกใช้มากกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
เอ็นเอ็นเอ็น มีความเชี่ยวชาญในการวิจัยและพัฒนามอเตอร์ความเร็วสูงทุกชนิด มอเตอร์เหล่านี้จะมีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้ด้วยความเร็วสูง
เอ็นเอ็นเอ็นมอเตอร์ความเร็วสูงของมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น โรงไฟฟ้า โลหะวิทยา เคมีภัณฑ์ การบำบัดน้ำ การทำเหมืองถ่านหิน สิ่งทอ ยาง ปิโตรเลียม ยา กระดาษ หอทำความเย็น และการแปรรูปอาหาร มอเตอร์เหล่านี้ช่วยให้บริษัทต่างๆ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ประหยัดพลังงาน ลดการบริโภค และลดเสียงรบกวน ซึ่งส่งเสริมแนวทางปฏิบัติด้านการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
มอเตอร์ความเร็วสูงมีชื่อเสียงในด้านประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการประหยัดพลังงานจากผู้ผลิต ENNENG มอเตอร์เหล่านี้มีค่าตัวประกอบกำลังมากกว่า 98% ซึ่งหมายความว่ามีประสิทธิภาพมากกว่า 95% ทำให้ความจุของอุปกรณ์รับพลังงานมีขนาดเล็กและประหยัดพลังงานได้มาก ควรเปลี่ยนได้ง่ายสำหรับมอเตอร์ที่มีขนาดการติดตั้งเท่ากับมอเตอร์อะซิงโครนัส
นอกจากนี้ การควบคุมเวกเตอร์ PG ยังช่วยให้มั่นใจได้ว่าความเร็วที่ต้องการในแอปพลิเคชันเฉพาะบางประเภทมีความแม่นยำสูง เนื่องจากมอเตอร์ความเร็วสูงที่ ENNENG ผลิตขึ้น เครื่องบดอัดและเครื่องพิมพ์ทุกเครื่องล้วนต้องการมอเตอร์ชนิดนี้
โดยทั่วไป มอเตอร์ความเร็วสูงของ ENNENG ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและความน่าเชื่อถือที่ความเร็วสูง ด้วยข้อดีเพิ่มเติมของการประหยัดพลังงาน การเปลี่ยนทดแทนที่ง่าย และการควบคุมความเร็วที่แปรผัน มอเตอร์ซีรีส์นี้จึงเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับลูกค้าอุตสาหกรรมที่ให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพที่เหมาะสมที่สุดและการใช้พลังงานต่ำ
