Triukšmas ir vibracija dažnai yra lemiamas veiksnyskoncentruota ir paskirstyta apvijakai variklio konstrukcija peržengia mažų,{0}}didelių spartų taikomąsias programas - atrupmeninė plyšio koncentruota apvijaišdėstymas, kuris yra visiškai priimtinas lengviesiemsdrono variklio apvijagali skleisti nepriimtiną akustinį triukšmą didesniame, lėčiau-sukančiame pramoniniame ar automobilių variklyje.
Pagrindinė priežastis yra magnetinio lauko harmonikos: koncentruotos apvijos paprastesnis ritės išdėstymas sukuria mažiau sinusoidinį lauką nei paskirstytoji apvija, o šios papildomos harmonikos tiesiogiai virsta sukimo momento virpėjimu ir girdimu triukšmu, kai variklio dydis ir sukimo momento poreikiai padidėja.
Toliau apžvelgsime, kodėl taip nutinka, už tai slypi harmoninė matematika, tikras pasaulinis pavyzdys išašinio srauto variklio apvijadizainas ir ko kiekvienas apvijų tipas reikalauja iš jį gaminančios mašinos.
I. Kodėl apvijos tipas turi įtakos variklio triukšmui ir vibracijai?
Kiekvienas apvijų išdėstymas sukuria magnetinės jėgos (MMF) bangos formą, kuri nėra idealiai sinusinė, o tos bangos formos harmoninis turinys - ne tik pagrindinis laukas - yra tai, kas skatina sukimo momento virpėjimą ir garsinį triukšmą.
a. kaip atsiranda PRF harmonikos
Koncentruotos apvijos nepersidengiančios ritės struktūra iš prigimties sukuria ne tokį sinusoidinį PMF pasiskirstymą aplink oro tarpą, sukuriant aukštesnės-tvarkės erdvines harmonikas, kurios iš esmės panaikina paskirstytos apvijos persidengiančios ritės grupės.
b. kodėl tai yra svarbiau, nes varikliai tampa didesni ir lėtesni
Didesnės-tvarkės harmonikos virsta sukimo momento pulsacijomis, kurių dažnis yra susijęs su variklio greičiu ir polių skaičiumi - mažuose, didelio greičio diapazonus.
II. Kaip kiekybiškai įvertinti apvijos harmoninį turinį?
Apvijos koeficientas nėra tik vienas pagrindinio lauko - skaičius, jį galima apskaičiuoti kiekvienai harmoninei tvarkai, o pagrindinio apvijos koeficiento palyginimas su harmoninių apvijų faktoriais parodo, koks iš tikrųjų yra „švarus“ apvijos lauko pasiskirstymas.
Harmoninės apvijos koeficiento formulė:
kwn=kdn × kpn
Kur:
kwn= apvijos koeficientas harmonikų tvarkai n
kdn= harmonikų eilės n pasiskirstymo koeficientas=sin(n×q× /2) / (q×sin(n× /2))
kpn= žingsnio koeficientas harmoninei tvarkai n=sin(n× /2), kur ritės žingsnis, išreikštas elektrinio kampo dalimi
Veikęs pavyzdys:tai pačiai 24 lizdų 4 polių paskirstytai apvijai, naudojamai kaip bazinė linija (q=2,=30 laipsnis ), lyginant pagrindinę (n=1) su 5-ąja harmonika (n=5):
Pagrindiniai: kd1=sin(2×15 laipsniai ) / (2×sin 15 laipsniai ) ≈0.966(kaip skaičiuota anksčiau)
5-oji harmonika: kd5=sin (5 × 2 × 15 laipsnis ) / (2 × sin (5 × 15 laipsnių ))=sin (150 laipsnių ) / (2 × sin 75 laipsnis )=0.5 / (2 × 0,966) ≈0.259
a. ką rodo šis palyginimas
Mažas harmoninės apvijos koeficientas (0,259 5-ajai harmonikai čia) reiškia, kad paskirstyta apvija aktyviai slopina tos harmonikos indėlį į lauką - tai yra matematinė priežastis, dėl kurios paskirstyta apvija sukuria sklandesnį sukimo momentą, o ne tik bendras dizaino pasirinkimas.
b. kodėl koncentruota apvija negauna to paties atšaukimo
Dalinės-apvijos koncentruotos apvijos išdėstymas paprastai išlaiko aukštesnius apvijų faktorius esant platesniam harmonikų eiliškumo diapazonui, nes nesutampančios ritės išdėstymas nesukuria to paties fazės-grupės atšaukimo efekto -, o tai yra tiesioginis gamybos ir kompaktiškumo pranašumų kompromisas.
III. Kaip tai veikia tikrojo ašinio srauto variklio konstrukcijoje?
Ašinio srauto variklio apvijadizainas yra gera realaus{0}}pasaulio iliustracija, kaip išsprendžiamas koncentruotas-ir-paskirstytas kompromisas, kai tik sukimo momento bangavimas yra tikrai svarbus programai.
a. pavyzdys: ašinio srauto traukos variklio projektavimo sprendimas
Apsvarstykite ašinį srauto variklį, sukurtą lengviems elektromobiliams arba didelio{0}}našumo e-dviračiams, kai projektavimo komanda iš pradžių įvertina dalinę-plyšę koncentruotą apviją dėl trumpo ašinio ilgio ir nesudėtingos gamybos.
Atliekant apkrovos bandymą, sukimo momento virpėjimas ir girdimas verkšlenimas esant tam tikriems greičio diapazonams stumia konstrukciją link modifikuoto paskirstyto arba hibridinio apvijų modelio - prekiaujama tam tikru kompaktiškumo pranašumu, užtikrinančiu sklandesnį sukimo momento tiekimą, atsižvelgiant į programos važiavimo kokybės ir triukšmo reikalavimus.
Tokį vidutinio vystymosi{0}}apvijos pokytį daug lengviau įsisavinti, kai pati apvijos įranga yra pakankamai lanksti, kad galėtų apdoroti abi topologijas be visiško pertvarkymo.
Susiduriate su panašiu kompromisu dėl savo motorinės programos? Susisiekite su mūsų inžinierių komanda, kad aptartumėte vyniojimo mašinų konfigūracijas, kurios palaiko ir koncentruotą, ir paskirstytą išdėstymą toje pačioje linijoje.
b. kodėl ašinio srauto geometrija sustiprina šį kompromisą
Ašiniai srauto varikliai turi trumpesnį magnetinį kelią ir didesnį efektyvų oro tarpo plotą, palyginti su radialinio srauto konstrukcijomis, todėl harmoninis -varomas sukimo momento pulsavimas yra labiau pastebimas - struktūrinė priežastis, dėl kurios ši topologija kūrimo metu labiau eksperimentuoja su apvijos{2}}tipiu nei naudojant įprastus radialinio srauto variklius.
IV. Kada BLDC variklio konstrukcija turėtų teikti pirmenybę paskirstytajai apvijai?
DaugumaiBLDC variklio apvijapaskirstyta apvija tampa geresniu pasirinkimu, kai taikoma viena ar kelios iš šių sąlygų.
| Būklė | Kodėl paskirstyta apvija padeda |
|---|---|
| Garsinio triukšmo ribos (vartotojui ar automobiliui) | Mažesnis harmonikų kiekis sumažina juntamą akustinį triukšmą |
| Labai{0}}tikslus sukimo momento valdymas (robotika, CNC) | Sklandesnis sukimo momentas pagerina padėties nustatymo tikslumą |
| Didelis rėmo dydis / mažas greitis | Harmonikos patenka į labiau juntamus dažnių diapazonus |
| Ilgas{0}}ciklas pramoniniam naudojimui | Sumažėjusi vibracija pagerina guolio ir mechaninį ilgaamžiškumą |
a. kai koncentruota apvija išlieka geresnis kompromisas
Programose, kuriose pirmenybė teikiama galios tankiui, kompaktiškam ašiniam ilgiui ir didelio{0}}tūrio gamybos efektyvumui - bepiločių orlaivių varikliai, e-dviračių stebulės varikliai, mažos pavaros -, paprastai vis dar teikia pirmenybę koncentruotai apvijai, nes harmoninio-triukšmo ir bangavimo problemos yra daug mažiau susijusios su jų masto ir greičio diapazonu.
b. kodėl vis labiau paplitę hibridiniai metodai
Kai kuriose šiuolaikinėse variklių konstrukcijose naudojami modifikuoti arba hibridiniai apvijų modeliai, kurie pasiskolina abiejų metodų charakteristikas, siekiant išlaikyti didžiąją dalį koncentruotos apvijos gamybos paprastumo ir slopinti specifines harmonikų eiles, labiausiai atsakingas už garsinį triukšmą.
V. Ką tai reiškia vyniojimo mašinų reikalavimams?
Kadangi harmoninė charakteristika iš esmės priklauso nuo ritės išdėstymo ir posūkių tikslumo, vyniojimo mašinos tikslumas tiesiogiai veikia tai, kaip tiksliai baigtas variklis atitinka suprojektuotą apvijos koeficientą - tiek koncentruotam, tiek paskirstytam išdėstymui.
| Mašinos galimybės | Kodėl tai svarbu harmoniniam valdymui |
|---|---|
| Posūkių{0}}skaičiavimo tikslumas | Netolygus posūkis tarp ritių sukuria asimetriją, dėl kurios atsiranda nenumatytų harmonikų |
| Nuosekli įtampos kontrolė | Netolygi ritės forma iškreipia numatytą PRF paskirstymą |
| Programuojamas ritės žingsnis (paskirstyta apvija) | Žingsnio koeficiento tikslumas priklauso nuo tikslaus, pakartojamo ritės išdėstymo |
| Lankstus abiejų tipų apvijų įrankis | Palaiko dizaino iteraciją be visos eilutės keitimo |
a. kodėl automatinė statoriaus apvijų mašina čia svarbiau nei tikėtasi
Anautomatinė statoriaus apvijos mašinasu griežtais, pasikartojančiais posūkiais ir įtempimo valdymu ne tik pagerinamas gamybos nuoseklumas, - jis tiesiogiai apsaugo harmonines savybes, kurioms buvo sukurta apvija, nes net ir nedidelis posūkio-į-svyravimas tarp ritių gali vėl atkurti harmonikas, kurias apvijos modelis buvo specialiai sukurtas panaikinti.
b. kodėl tai svarbiausia projekto patvirtinimo metu
Variklių, kuriems taikomas pirmiau pateiktame ašinio srauto pavyzdyje aprašytas apvijų -tipo įvertinimas, pranašumas yra įranga, kuri gali vienodai tiksliai gaminti tiek koncentruotus, tiek paskirstytus prototipus, nes nenuosekli apvijų kokybė gali užmaskuoti arba perdėti tikrąjį harmoninio veikimo skirtumą tarp dviejų metodų bandymo metu.
VI. Kuri KIOXIA mašina palaiko abu vyniojimo būdus?
Kadangi apvijos tipo sprendimai dažnai keičiasi variklio vystymosi metu, galimybė gaminti tiek koncentruotas, tiek paskirstytas rites su nuosekliais posūkiais ir įtempimo tikslumu turi realią praktinę vertę ne tik galutinėje gamybos linijoje.
KIOXIA„Light Ring Equipment Group“ statoriaus apvijų platformos yra sukurtos atsižvelgiant į posūkių{0}}skaičiavimo tikslumą ir įtempimo nuoseklumą, reikalingą norint apsaugoti apvijos konstrukcijos numatytą harmoninį veikimą, nesvarbu, ar galutinis išdėstymas yra dalinis-, ar visiškai paskirstytas.
Gamintojai, dirbantys pagal našumo reikalavimus, nurodytusIEC 60034-1, tarptautinis besisukančių elektros mašinų įvertinimo ir našumo standartas, priklauso nuo tokio apvijų pakartojamumo, kad vardinė galia būtų nuosekliai patenkinta per visą gamybos laikotarpį.
Variklio programoms, vis dar vertinančioms apvijų topologiją, dirbant tiesiogiai su patyrusiu asmeniuritės vyniojimo mašinų gamintojaslankstūs įrankiai dažnai yra praktiškiausias būdas išlaikyti atviras dizaino galimybes atliekant patvirtinimą.
Peržiūrėkite visą asortimentą adresu transformercoilwindingmachine.com, kad rastumėte statoriaus apvijų sprendimą, atitinkantį jūsų variklio triukšmo, vibracijos ir sukimo momento reikalavimus.
Galbūt jus domina:
Slankiklio galvutės apvijos įtempimo reguliavimo vadovas
Kodėl uždaros kilpos{0}}įtempimo valdymas yra svarbus smulkios vielos apvijos metu
Ritinių vyniojimo mašinų evoliucija: XX a. XX a. – šiandien
