Σύγχρονοι σύγχρονοι αεριωθούμενοι κινητήρες

Η αρχή της λειτουργίας σύγχρονης μηχανής αεριωθουμένων

Στους σύγχρονους κινητήρες αεριωθουμένων, η αρχή της δημιουργίας ροπής ροπής είναι κάπως διαφορετική από τις ασύγχρονες και τις παραδοσιακές σύγχρονες μηχανές. Εδώ ο καθοριστικός ρόλος ανατίθεται στον ίδιο τον πυρήνα του ρότορα.

Ο ρότορας ενός σύγχρονου κινητήρα με πίδακα δεν έχει περιελίξεις, ακόμη και αν δεν υπάρχει βραχυκύκλωμα. Αντ 'αυτού, ο πυρήνας του ρότορα είναι εξαιρετικά ετερογενής σε μαγνητική αγωγιμότητα: η μαγνητική αγωγιμότητα κατά μήκος του δρομέα είναι διαφορετική από την μαγνητική αγωγιμότητα. Χάρη σε αυτή την ασυνήθιστη προσέγγιση, δεν υπάρχει ανάγκη τόσο για τις περιελίξεις του ρότορα όσο και για τους μόνιμους μαγνήτες.

Όσον αφορά τον στάτορα, η περιέλιξη του στάτορα του σύγχρονου κινητήρα μπορεί να συγκεντρωθεί ή να διανεμηθεί, ενώ ο πυρήνας του στάτη και το περίβλημα παραμένουν κανονικοί. Το όλο χαρακτηριστικό είναι στον εξαιρετικά ετερογενή πυρήνα του ρότορα.

Τρεις κύριοι τύποι στροφείων είναι χαρακτηριστικοί των σύγχρονων κινητήρων αεριωθουμένων: ένας εγκάρσια στρωματοποιημένος ρότορας, ένας ρότορας με ξεχωριστούς πόλους και ένας αξονικά στρωματοποιημένος ρότορας.

Η φυσική της διαδικασίας έχει ως εξής. Εναλλασσόμενο ρεύμα τροφοδοτείται στις περιελίξεις του στάτορα και δημιουργεί ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο γύρω από τον δρομέα, το οποίο είναι μέγιστο στο διάκενο αέρα μεταξύ του στάτορα και του ρότορα. Η ροπή περιστροφής επιτυγχάνεται λόγω του γεγονότος ότι ο ρότορας προσπαθεί να γυρίσει όλη την ώρα έτσι ώστε η μαγνητική αντίσταση για τη μαγνητική ροή που παράγεται από τον στάτορα να είναι ελάχιστη.

Η μέγιστη ροπή είναι ευθέως ανάλογη με τη διαφορά μεταξύ των διαμήκων και εγκάρσιων επαγωγών και όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η διαφορά, τόσο μεγαλύτερη είναι η ροπή στρέψης του ρότορα.

Για να κατανοήσουμε αυτή την αρχή, γυρίζουμε στο σχήμα. Το ανισότροπο αντικείμενο 1 έχει διαφορετική μαγνητική αγωγιμότητα κατά μήκος των αξόνων a και b. Στην περίπτωση αυτή, το ισοτροπικό αντικείμενο 2 έχει την ίδια μαγνητική αγωγιμότητα προς όλες τις κατευθύνσεις. Ένα μαγνητικό πεδίο που εφαρμόζεται στο αντικείμενο 1 παράγει μια στιγμή περιστροφής όταν η γωνία μεταξύ του άξονα b και των γραμμών της μαγνητικής επαγωγής Β δεν είναι ίση με το μηδέν. Όταν υπάρχει μη μηδενική γωνία, το αντικείμενο 1 θα παραμορφώσει το εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο Β και η κατεύθυνση της παραμόρφωσης θα συμπίπτει με τον άξονα a του αντικειμένου 1.

Το ημιτονοειδές μαγνητικό πεδίο που δημιουργείται στον σύγχρονο κινητήρα εκτόξευσης από την περιέλιξη του στάτη περιστρέφεται με κάποια σύγχρονη γωνιακή συχνότητα και συνεπώς θα υπάρχει πάντα μια στιγμή περιστροφής, η οποία τείνει να επιστρέψει το σύστημα στην κατάσταση με τη χαμηλότερη συνολική δυναμική ενέργεια.

Δηλαδή, η ροπή περιστροφής θα προσπαθεί πάντοτε να μειώνει την παραμόρφωση του μαγνητικού πεδίου του στάτη στην κατεύθυνση του άξονα α, μειώνοντας τη γωνία μεταξύ των γραμμών επαγωγής Β και του άξονα b. Έτσι, εάν ο έλεγχος του κινητήρα στοχεύει στη διατήρηση της σταθερότητας αυτής της γωνίας, τότε η μηχανική ενέργεια θα λαμβάνεται συνεχώς από ηλεκτρομαγνητική.

Έτσι, το ρεύμα περιέλιξης του στάτη παρέχει μαγνήτιση με την ύπαρξη ροπής που αποσκοπεί στην εξάλειψη της παραμόρφωσης πεδίου, και με τον έλεγχο της τρέχουσας φάσης σύμφωνα με τη θέση του ρότορα στο περιστρεφόμενο σύστημα συντεταγμένων (σύμφωνα με την τιμή της γωνίας παραμόρφωσης), επιτυγχάνεται ο έλεγχος ροπής του κινητήρα σύγχρονης δέσμης.

Σύγχρονοι κινητήρες αεριωθουμένων σήμερα

Οι κορυφαίοι κατασκευαστές ηλεκτρικών κινητήρων παγκοσμίως παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον για σύγχρονους κινητήρες αεριωθουμένων, παρόλο που οι πρώτες εκδόσεις κατοχυρώθηκαν με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στα τέλη του 19ου αιώνα. Το γεγονός είναι ότι η αποδοτικότητα των σύγχρονων κινητήρων αεριωθούμενων υπερβαίνει ουσιαστικά σημαντικά Αποτελεσματικότητα δημοφιλών κινητήρων επαγωγήςγια να μην αναφέρουμε την πυκνότητα ισχύος.

Δεν υπάρχουν απώλειες ενέργειας στον ρότορα, αλλά συνήθως ο ρότορας αντιπροσωπεύει περίπου το 30% των ζημιών. Αυτό αυξάνει τη διάρκεια ζωής του ηλεκτροκινητήρα - μειώνει την επιβλαβή θερμότητα. Η μάζα ενός σύγχρονου κινητήρα εκτόξευσης και οι διαστάσεις του είναι 20% μικρότερες από αυτές μίας ασύγχρονης ίδιας ισχύος.

Το ανανεωμένο ενδιαφέρον για σύγχρονους κινητήρες αεριωθουμένων σήμερα συνδέεται πρωτίστως με τις ευρείες δυνατότητες σύγχρονης μοντελοποίησης υπολογιστών, οι οποίες επιτρέπουν την εξεύρεση των πιο αποτελεσματικών εκδόσεων σχεδίων ρότορα και στάτορα - η επιστημονική έρευνα είναι πιο παραγωγική και η αποδοτικότητα των σύγχρονων εκδόσεων σύγχρονων κινητήρων αεριώθησης είναι ήδη 98% όπως για τις ασύγχρονες εκδόσεις, η απόδοση δεν υπερβαίνει κατά κανόνα το 90%.

Οι σύγχρονοι αεριωθούμενοι κινητήρες κατασκευάζονται σήμερα με βάση ασύγχρονες και με τις ίδιες διαστάσεις και διαστάσεις τοποθέτησης επιτυγχάνεται υψηλότερη απόδοση, επιτυγχάνεται υψηλότερη ειδική ισχύς.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Το ρότορα ενός σύγχρονου κινητήρα με πίδακα έχει έναν απλό και αξιόπιστο σχεδιασμό χωρίς βραχυκυκλωμένο τύλιγμα και χωρίς μαγνήτες, επομένως ρεύματα που προκαλούν επιβλαβή θέρμανση εξουδετερώνονται στον ρότορα - η διάρκεια ζωής αυξάνεται και η απουσία μαγνητών μειώνει το κόστος του προϊόντος, περιλαμβανομένης της ελαχιστοποίησης του μειωμένου κόστους συντήρησης .

Λόγω της συγκριτικής ελαφρότητας του ρότορα, η δική του αδράνεια είναι χαμηλή, οπότε ο κινητήρας επιταχύνεται ταχύτερα στην ονομαστική ταχύτητα, γεγονός που οδηγεί σε εξοικονόμηση ενέργειας.

Ο μετατροπέας συχνότητας ως ρυθμιστής ταχύτητας καθιστά τον έλεγχο κινητήρα πολύ ευέλικτο σε ένα ευρύ φάσμα λειτουργικών ταχυτήτων. Όσον αφορά τις ελλείψεις, είναι μόνο μία: η ανάγκη για μετατροπέα συχνότητας.

Η χρήση μετατροπέα συχνότητας με ενεργή διόρθωση του συντελεστή ισχύος επιτρέπει την επίτευξη του μέγιστου συντελεστή ισχύος του συστήματος, ο οποίος είναι πολύ σημαντικός σε οποιαδήποτε σύγχρονη παραγωγή.