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Diskussion des Problems des Abwerfens der Wicklung des Rotors eines Motors

13.08.2024

Die chinesische Sprache ist sehr interessant. Dasselbe Wort kann in verschiedenen Situationen unterschiedliche Bedeutungen haben. Beispielsweise bedeutet „shui bao“ Verantwortungslosigkeit und das Verlassen anderer. Es kann auch so erweitert werden, dass ein Paar aufgrund von Meinungsverschiedenheiten streitet und sich trennt. Dieses Wort wird häufiger in der Automobilindustrie verwendet.

Bag Dumping ist eine Fehlerbeschreibung für Wicklungsläufermotoren und bezeichnet die Folge einer radialen Verformung des Wicklungsendes des Rotors nach außen aufgrund von Überdrehzahl. Kennt man Wicklungsläufermotoren, erkennt man, dass die Drehzahl dieses Motortyps eingeschränkt ist. Aufgrund der Polzahl gibt es mehr Motoren mit sechs oder mehr Polen, was eine relativ geringe Nenndrehzahl bedeutet. Einige Motorenhersteller fertigen zwar auch 4-polige Wicklungsläufermotoren, deren Herstellungsprozess jedoch relativ aufwändig ist, und die Rotorwicklung muss auf ihre Überdrehzahlsicherheit geprüft werden.

Die tatsächliche Produktion und Überprüfung zeigt, dass der Rotor mit harter Wicklung das Wegwerfen des Pakets besser verhindert als der Rotor mit weicher Wicklung. Darüber hinaus sind die notwendigen Befestigungs-, Binde-, Lackierungs- und Aushärtungsmaßnahmen für die Wicklungsenden sehr kritische Faktoren. Durch den Einbau einer Überdrehzahlbegrenzung während des Motorbetriebs wird dieses Problem natürlich gelöst.

Wissenserweiterung -
Der Hauptgrund für das Paketwerfen ist der Zentrifugaleffekt
Ein Objekt in Kreisbewegung neigt aufgrund seiner eigenen Trägheit immer dazu, entlang der Tangente des Kreises zu fliegen. Wenn die kombinierte äußere Kraft plötzlich verschwindet oder nicht ausreicht, um die für die Kreisbewegung erforderliche Zentripetalkraft zu erzeugen, entfernt sich das Objekt allmählich vom Kreismittelpunkt. Dieses Phänomen wird als Zentrifugalphänomen bezeichnet.

Während des Motorbetriebs bewegt sich jedes Partikel des Rotorteils kreisförmig um die Mitte der Motorwelle. Entsprechend der Beziehung zwischen Geschwindigkeit und Zentrifugalkraft bei Kreisbewegungen gilt: Je höher die Geschwindigkeit, desto größer die Zentrifugalkraft.

Im Alltag sieht man sie häufig in Entwässerungstrommeln von Waschmaschinen, bei der Herstellung von Zuckerwatte usw. Zentrifugaldrehzahlregler, Zentrifugalprüfgeräte, Zentrifugaltrockner, Zentrifugalabscheider, Entwässerungstrommeln von Waschmaschinen, bei der Herstellung von Zuckerwatte, automatischen Münzsortiermaschinen, bei Diskus- und Hammerwurfwettbewerben im Leistungssport usw. sind alles praktische Anwendungen des Zentrifugalprinzips.

Alles hat seine Vor- und Nachteile. Aufgrund der Zentrifugalkraft können Unfälle passieren, die Menschenleben gefährden. Bei Fahrzeugen auf horizontalen Straßen wird die zum Wenden erforderliche Zentripetalkraft durch die Haftreibung zwischen den Rädern und der Fahrbahnoberfläche erzeugt. Bei zu hoher Geschwindigkeit beim Wenden ist die erforderliche Zentripetalkraft F größer als die maximale Haftreibung, wodurch das Fahrzeug eine Zentrifugalbewegung ausführt und Verkehrsunfälle verursacht. Daher dürfen Fahrzeuge in Kurven die vorgeschriebene Geschwindigkeit nicht überschreiten. Hochgeschwindigkeits-Schleifscheiben, Schwungräder usw. brechen und schießen aufgrund der Materialfestigkeit und innerer Risse bei hoher Geschwindigkeit häufig heraus.

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Was ist Zentrifugalkraft?
Die Zentrifugalkraft ist eine virtuelle Kraft, eine Manifestation der Trägheit, die das rotierende Objekt von seinem Rotationszentrum wegbewegt. In der Newtonschen Mechanik wird die Zentrifugalkraft verwendet, um zwei verschiedene Konzepte auszudrücken: eine Trägheitskraft, die in einem nicht-inertialen Bezugssystem beobachtet wird, und das Gleichgewicht der Zentripetalkraft. In der Lagrange-Mechanik wird die Zentrifugalkraft manchmal verwendet, um verallgemeinerte Kräfte in einem verallgemeinerten Koordinatensystem zu beschreiben.

Im üblichen Kontext ist die Zentrifugalkraft keine reale Kraft. Ihre Funktion besteht lediglich darin, sicherzustellen, dass die Newtonschen Bewegungsgesetze auch in einem rotierenden Bezugssystem anwendbar sind. In einem Inertialsystem gibt es keine Zentrifugalkraft, und Trägheitskraft wird nur in einem Nicht-Inertialsystem benötigt.

Stellen Sie sich eine Scheibe vor, die sich mit der Winkelgeschwindigkeit ω um ihren Mittelpunkt dreht. Auf der Scheibe befindet sich ein Holzblock der Masse m, der durch ein Seil befestigt ist, dessen anderes Ende am Mittelpunkt der Scheibe (auch dem Rotationszentrum) befestigt ist. Die Länge des Seils beträgt r. Der Holzblock dreht sich mit der Scheibe. Unter der Annahme, dass keine Reibung auftritt, dreht sich der Holzblock aufgrund der Seilspannung. Für einen Beobachter, der sich mit der Scheibe dreht, ist der Holzblock stationär. Gemäß dem Newtonschen Gesetz sollte die auf den Holzblock wirkende Nettokraft Null sein. Auf den Holzblock wirkt jedoch nur eine Kraft, nämlich die Seilspannung. Deshalb ist die Nettokraft nicht Null. Verstößt dies gegen das Newtonsche Gesetz? Das Newtonsche Gesetz gilt nur in einem Inertialsystem. Das Bezugssystem des Beobachters, der sich mit der Scheibe dreht, ist jedoch ein Nicht-Inertialsystem. Deshalb gilt das Newtonsche Gesetz hier nicht. Damit das Newtonsche Gesetz auch in einem nicht-inertialen System gilt, muss eine Trägheitskraft, nämlich die Zentrifugalkraft, herangezogen werden.

Die Größe der Zentrifugalkraft entspricht der Seilspannung, die Richtung ist jedoch entgegengesetzt. Nach dem Einwirken der Zentrifugalkraft wirkt auf den Holzblock aus der Perspektive eines mit der Scheibe rotierenden Beobachters gleichzeitig die Seilspannung und die Zentrifugalkraft, die in ihrer Größe gleich groß und in ihrer Richtung entgegengesetzt sind. Die Nettokraft ist Null. Zu diesem Zeitpunkt ist der Holzblock stationär, und Newtons Gesetz gilt.