غالبًا ما يكون نطاق سرعة محرك السيارة واسعًا نسبيًا، لكنني تواصلت مؤخرًا مع مشروع مركبة هندسية وشعرت أن متطلبات العميل كانت شديدة المتطلبات.ليس من المناسب ذكر البيانات المحددة هنا.بشكل عام، الطاقة المقدرة هي عدة مئات من كيلووات، والسرعة المقدرة هي n(N)، والسرعة القصوى n(max) للطاقة الثابتة حوالي 3.6 أضعاف سرعة n(N)؛لم يتم تقييم المحرك بأعلى سرعة.السلطة، والتي لم تتم مناقشتها في هذه المقالة.
الطريقة المعتادة هي زيادة السرعة المقدرة بشكل مناسب، بحيث يصبح نطاق سرعة الطاقة الثابتة أصغر.العيب هو أن الجهد عند نقطة السرعة الأصلية يتناقص ويصبح التيار أكبر؛ومع ذلك، مع الأخذ في الاعتبار أن تيار السيارة يكون أعلى عند السرعة المنخفضة وعزم الدوران العالي، فمن المقبول عمومًا تغيير نقطة السرعة المقدرة بهذه الطريقة.ومع ذلك، قد تكون صناعة السيارات معقدة للغاية.يطلب العميل أن يكون التيار دون تغيير بشكل أساسي خلال نطاق الطاقة الثابت، لذلك يتعين علينا التفكير في طرق أخرى.
أول ما يتبادر إلى الذهن هو أنه نظرًا لأن طاقة الخرج لا يمكن أن تصل إلى الطاقة المقدرة بعد تجاوز نقطة السرعة القصوى n(max) للطاقة الثابتة، فإننا نقوم بتقليل الطاقة المقدرة بشكل مناسب، وسوف تزيد n(max) (يبدو يشبه إلى حد ما نجم الدوري الاميركي للمحترفين "لا يمكنه التغلب على مجرد الانضمام"، أو بما أنك فشلت في الاختبار بـ 58 نقطة، ثم قمت بتعيين خط المرور عند 50 نقطة)، وذلك لزيادة قدرة المحرك لتحسين القدرة على السرعة.على سبيل المثال، إذا قمنا بتصميم محرك بقدرة 100 كيلو وات، ثم حددنا الطاقة المقدرة بـ 50 كيلو وات، ألن يتم تحسين نطاق الطاقة الثابت بشكل كبير؟إذا كانت 100 كيلو واط يمكن أن تتجاوز السرعة مرتين، فلا توجد مشكلة في تجاوز السرعة 3 مرات على الأقل عند 50 كيلو واط.
وبطبيعة الحال، هذه الفكرة لا يمكن أن تبقى إلا في مرحلة التفكير.يعلم الجميع أن حجم المحركات المستخدمة في المركبات محدود للغاية، ولا يوجد مجال تقريبًا للطاقة العالية، كما أن التحكم في التكلفة مهم جدًا أيضًا.لذلك لا تزال هذه الطريقة غير قادرة على حل المشكلة الفعلية.
دعونا نفكر بجدية في ما تعنيه نقطة الانعطاف هذه.عند n(max)، تكون الطاقة القصوى هي الطاقة المقدرة، أي الحد الأقصى لعزم الدوران المضاعف k(T)=1.0؛إذا كان k(T)>1.0 عند نقطة سرعة معينة، فهذا يعني أن لديه قدرة ثابتة على توسيع الطاقة.فهل صحيح أنه كلما زاد حجم k(T)، زادت قوة قدرة توسيع السرعة؟طالما أن k(T) عند النقطة n(N) للسرعة المقدرة مصممة بشكل كبير بما فيه الكفاية، فهل يمكن تلبية نطاق تنظيم سرعة الطاقة الثابت البالغ 3.6 مرة؟
عندما يتم تحديد الجهد، إذا ظلت مفاعلة التسرب دون تغيير، فإن الحد الأقصى لعزم الدوران يتناسب عكسيا مع السرعة، ويتناقص الحد الأقصى لعزم الدوران مع زيادة السرعة؛في الواقع، تتغير أيضًا مفاعلة التسرب مع السرعة، وهو ما سيتم مناقشته لاحقًا.
ترتبط القوة المقدرة (عزم الدوران) للمحرك ارتباطًا وثيقًا بعوامل مختلفة مثل مستوى العزل وظروف تبديد الحرارة.بشكل عام، الحد الأقصى لعزم الدوران هو 2~2.5 مرة من عزم الدوران المقدر، أي k(T)≈2~2.5.ومع زيادة سعة المحرك، يميل k(T) إلى الانخفاض.عندما يتم الحفاظ على القدرة الثابتة عند السرعة n(N)~n(max)، وفقًا لـ T=9550*P/n، فإن العلاقة بين عزم الدوران المقدر والسرعة تتناسب أيضًا عكسيًا.لذلك، إذا (لاحظ أن هذا هو المزاج الشرطي) لم تتغير مفاعلة التسرب مع السرعة، فإن الحد الأقصى لعزم الدوران المضاعف k(T) يظل دون تغيير.
في الواقع، نعلم جميعًا أن المفاعلة تساوي حاصل ضرب الحث في السرعة الزاوية.بعد اكتمال المحرك، فإن الحث (محاثة التسرب) لم يتغير تقريبًا؛تزداد سرعة المحرك، وتزداد مفاعلة التسرب للجزء الثابت والدوار بشكل متناسب، وبالتالي فإن السرعة التي يتناقص بها عزم الدوران الأقصى تكون أسرع من عزم الدوران المقدر.حتى n(max)، k(T)=1.0.
لقد تمت مناقشة الكثير أعلاه، فقط لتوضيح أنه عندما يكون الجهد ثابتًا، فإن عملية زيادة السرعة هي عملية انخفاض kT تدريجيًا.إذا كنت ترغب في زيادة نطاق سرعة الطاقة الثابتة، فأنت بحاجة إلى زيادة k(T) بالسرعة المقدرة.لا يعني المثال n(max)/n(N)=3.6 في هذه المقالة أن k(T)=3.6 كافية عند السرعة المقدرة.نظرًا لأن فقدان احتكاك الرياح وفقدان قلب الحديد أكبر عند السرعات العالية، فإن k(T)≥3.7 مطلوب.
إن الحد الأقصى لعزم الدوران يتناسب عكسيا تقريبا مع مجموع مفاعلة تسرب الجزء الثابت والدوار، أي
1. إن تقليل عدد الموصلات المتسلسلة لكل مرحلة من مراحل الجزء الثابت أو طول القلب الحديدي يعد فعالاً بشكل كبير لمفاعلة التسرب للجزء الثابت والعضو الدوار، ويجب إعطاؤه الأولوية؛
2. زيادة عدد فتحات الجزء الثابت وتقليل نفاذية التسرب المحددة لشقوق الجزء الثابت (الأطراف، التوافقيات)، وهو أمر فعال بالنسبة لمفاعلة تسرب الجزء الثابت، ولكنه يتضمن العديد من عمليات التصنيع وقد يؤثر على الأداء الآخر، لذلك يوصى به حذر؛
3. بالنسبة لمعظم الدوارات من نوع القفص المستخدمة، فإن زيادة عدد فتحات الدوار وتقليل نفاذية التسرب المحددة للدوار (خاصة نفاذية التسرب المحددة لفتحات الدوار) تكون فعالة لمفاعلة تسرب الدوار ويمكن الاستفادة منها بالكامل.
للحصول على صيغة حسابية محددة، يرجى الرجوع إلى الكتاب المدرسي "تصميم المحرك"، والذي لن يتكرر هنا.
عادةً ما تحتوي المحركات المتوسطة والعالية الطاقة على دورات أقل، كما أن التعديلات الطفيفة لها تأثير كبير على الأداء، لذا فإن الضبط الدقيق من جانب الدوار يكون أكثر جدوى.من ناحية أخرى، من أجل الحد من تأثير زيادة التردد على فقدان النواة، عادة ما يتم استخدام صفائح الفولاذ السليكونية الرقيقة عالية الجودة.
وفقا لمخطط تصميم الفكرة أعلاه، وصلت القيمة المحسوبة إلى المتطلبات الفنية للعميل.
ملاحظة: نأسف للعلامة المائية للحساب الرسمي التي تغطي بعض الحروف في الصيغة.لحسن الحظ، من السهل العثور على هذه الصيغ في "الهندسة الكهربائية" و"تصميم المحركات"، وآمل ألا تؤثر على قراءتك.
وقت النشر: 13 مارس 2023