高速電機設(shè)計的七個主要問題

時間：2021/2/22閱讀：1246

一般來說,，高轉(zhuǎn)速電機是指轉(zhuǎn)速超過10000 r/min或難度值超過100000的電機,。目前，高速電機主要有感應(yīng)電機,、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁電機,、開關(guān)磁阻電機、少數(shù)外轉(zhuǎn)子永磁電機和爪極電機,。

高速電機具有體積小,、功率密度高的特點，可以直接與高速負載相連,，消除了傳統(tǒng)的機械增速裝置,，降低了系統(tǒng)噪聲，提高了系統(tǒng)傳動效率,。高速電機應(yīng)用比較廣,，包括高速磨床、燃料電池,、儲能飛輪,、電工等領(lǐng)域，具有良好的市場前景,。

國外對高速電機的研究有相當?shù)幕A(chǔ),，產(chǎn)業(yè)化水平比較高。由于國內(nèi)起步較晚,，高速電機的研發(fā)多集中在中小功率,、低速范圍內(nèi)，高速電機產(chǎn)業(yè)化水平較低,，與國外相比有一定差距,。

然而，無論是在國內(nèi)還是國外,，高速電機在設(shè)計和分析上仍然存在一些亟待解決的問題,。具體來說，在高速電機的設(shè)計和分析中存在幾個問題,。

首先,，基于電磁場、應(yīng)力場,、轉(zhuǎn)子動力學,、流場和溫度場耦合方法的高速電機分析技術(shù)還不成熟。

其次，高速軸承面臨著很大的問題,，如滾珠軸承不能承受過高的速度,，空氣軸承承載能力有限，磁軸承復(fù)雜,，控制昂貴,。

第三，大功率高速電機轉(zhuǎn)子動力學設(shè)計技術(shù)不完善,，變換系統(tǒng),、控制系統(tǒng)和實時監(jiān)控系統(tǒng)研發(fā)薄弱；

第四,，大功率高速永磁電機冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，由于風冷和水冷相結(jié)合，冷卻效果有限,。

第五,，高速永磁電機向超高速大功率發(fā)展受到永磁體抗拉強度低、耐溫性差的制約,；

第六,，表貼式永磁電機合金保護套渦流損耗大，碳纖維保護套導(dǎo)熱性能差,，不利于其轉(zhuǎn)子散熱,；

第七，常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子不能承受大的離心力,，實心轉(zhuǎn)子渦流損耗大,。

因此，未來高速電機的發(fā)展和研究將基于上述關(guān)鍵問題,，如基于多物理場,、多學科的耦合設(shè)計、開發(fā)高強度,、耐高溫的永磁材料、研究高強度轉(zhuǎn)子疊片材料和結(jié)構(gòu),、開發(fā)高速電機控制系統(tǒng)等

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