Двигуни з обмотаним ротором: несправність-викиду обмотки ротора

Китайська мова має характерний відтінок; ідентична термінологія забезпечує різні конотації в різних сценаріях. Візьмемо як приклад термін "викинути-" (Шуай Бао). У повсякденній мові це означає ухилення від обов’язків або залишення інших і далі поширюється на опис пар, які розриваються на тлі непримиренних суперечок. Однак частіше цей вислів застосовується до діагностики несправності двигунадвигуни з намотаним ротором.

У термінології електротехніки викид{0}}обмотки ротора стосується конкретної несправностідвигуни з намотаним ротором: радіальна зовнішня деформація виступу обмотки ротора, викликана умовами перевищення швидкості. Завдяки професійному аналізу ми дотримуємося чітких обмежень швидкості обертання таких двигунів. Несправності більш поширені в 6-полюсних і більш полюсних варіантах, які мають відносно низькі номінальні швидкості обертання. Деякі виробники також виробляють двигуни з 4-полюсним роторним ротором, але процедури їх виготовлення вимагають значно більшої складності, що вимагає перевірки надійності перевищення швидкості для всього вузла обмотки ротора.

Дані виробничих випробувань і валідації демонструють, що ротори з попередньо сформованими жорсткими обмотками виявляють кращий опір-деформації, ніж ротори з гнучкими м’якими обмотками. Крім того, ретельна фіксація, обв’язування, просочування лаком і полімеризація, що застосовуються до звивистих звисів, є вирішальними захисними заходами. Природно, встановлення спеціальних пристроїв обмеження перевищення швидкості на працюючих двигунах повністю виключає цей ризик відмови.

Основна причина викиду-збою: відцентровий ефект

Будь-який об’єкт, який рухається по колу, за своєю інерцією прагне рухатися по дотичній до своєї орбіти. Коли результуюча зовнішня сила, що діє на нього, зникає або не забезпечує достатньої відцентрової сили для підтримки кругового руху, об’єкт поступово віддаляється від центру обертання - це фізичне явище визначається як відцентровий рух.

Під час роботи двигуна кожна частинка на роторі обертається по колу навколо центральної осі вала двигуна. Відповідно до математичної кореляції між швидкістю обертання та відцентровою силою, відцентрова величина зростає пропорційно швидкості обертання.

Відцентрові принципи лежать в основі багатьох звичайних застосувань: центрифуги для пральних машин, виробники солодкої вати, відцентрові регулятори, відцентрові випробувальні установки, відцентрові сушарки, відцентрові сепаратори, автоматичні машини для сортування монет, а також спортивні змагання, такі як метання диска та молота.

Як і всі фізичні явища, відцентрова сила має як переваги, так і небезпеки, і її негативні наслідки можуть спричинити руйнівні випадки. Для автомобіля, який рухається горизонтальним поворотом дороги, доцентрова сила виникає внаслідок статичного тертя між шинами та тротуаром. Якщо автомобіль проїжджає поворот на надмірній швидкості, необхідна доцентрова сила перевищує максимальний поріг статичного тертя, що призводить до відцентрового заносу та зіткнень. Це пояснює обов’язкові обмеження швидкості, які застосовуються на ділянках поворотів шосе. Високошвидкісні абразивні шліфувальні круги та маховики також часто розбиваються та викидають гострі фрагменти з високою швидкістю через недостатню міцність матеріалу або внутрішні тріщини, створюючи серйозний ризик травмування персоналу.

Визначення відцентрової сили

Відцентрова сила — це фіктивна сила інерції, яка, здається, відштовхує тіла, що обертаються, від осі обертання. У механіці Ньютона цей термін історично позначає дві окремі концепції: інерційну силу, яку можна спостерігати в не-інерціальних системах відліку, яка діє як противага доцентровій силі. У механіці Лагранжа відцентрова сила може також описувати узагальнену силу в конкретних узагальнених системах координат.

У звичайних контекстах відцентрова сила не має фізичної реальності; це лише обчислювальна конструкція, яка зберігає дійсність законів руху Ньютона в обертових не-інерціальних системах відліку. Відцентрова сила не існує в інерціальних системах відліку - сили інерції, такі як відцентрова сила, мають бути введені виключно для не-інерціальних систем, щоб підтримувати відповідність фізичним правилам Ньютона.

Щоб проілюструвати цей принцип: уявіть диск, що обертається з кутовою швидкістю ω, з блоком масою m, прикріпленим до центральної осі обертання диска шнуром довжиною r, з нульовим опором тертя. Блок обертається синхронно з диском, утримуючись на орбіті виключно натягом шнура. Для спостерігача, який обертається вздовж диска, блок здається нерухомим. Закони Ньютона диктують, що нерухомий об’єкт має нести сумарну силу, яка дорівнює нулю, але блок отримує лише односпрямований натяг шнура, що створює очевидне протиріччя. Цей конфлікт виникає через те, що закони Ньютона справедливі виключно в інерціальних системах відліку, тоді як спостерігач, що обертається, займає не-інерціальну систему відліку. Щоб узгодити цю розбіжність і зберегти рівняння Ньютона для обертових систем, вводиться фіктивна інерційна сила - відцентрова сила -.

Відцентрова сила відповідає натягу шнура за величиною, але діє в протилежному радіальному напрямку. З урахуванням відцентрової сили спостерігач, що обертається, сприймає блок, що піддається двом збалансованим силам: внутрішньому натягу шнура та зовнішній відцентровій силі однакової величини, що дає сумарну силу, рівну нулю. Тому блок залишається нерухомим, що повністю відповідає законам руху Ньютона.