1. Въвеждане на високоскоростен двигател

Високоскоростните двигатели обикновено се отнасят за двигатели със скорост над 10 000 r/min.Високоскоростният двигател е малък по размер и може да бъде директно свързан с високоскоростни товари, елиминирайки необходимостта от традиционни механични устройства за увеличаване на скоростта, намалявайки шума на системата и подобрявайки ефективността на предаване на системата.Понастоящем основните, които успешно са постигнали висока скорост, са асинхронните двигатели, двигателите с постоянен магнит и двигателите с превключвателно съпротивление.

Основните характеристики на високоскоростните двигатели са висока скорост на ротора, висока честота на тока на статорната намотка и магнитния поток в желязното ядро, висока плътност на мощността и висока плътност на загубите.Тези характеристики определят, че високоскоростните двигатели имат ключови технологии и методи за проектиране, които са различни от тези на двигателите с постоянна скорост, а трудността при проектирането и производството често е двойно по-голяма от тази на двигателите с обикновена скорост.

Области на приложение на високоскоростни двигатели:

(1) Високоскоростните двигатели се използват в различни приложения като центробежни компресори в климатици или хладилници.

(2) С развитието на хибридните превозни средства в автомобилната индустрия, високоскоростните генератори с малък размер и леко тегло ще бъдат напълно оценени и ще имат добри перспективи за приложение в хибридни превозни средства, авиация, кораби и други области.

(3) Високоскоростният генератор, задвижван от газовата турбина, е с малки размери и висока мобилност.Може да се използва като резервен източник на захранване за някои важни съоръжения, а също така може да се използва като независим източник на захранване или малка електроцентрала, за да компенсира липсата на централизирано захранване и има важна практическа стойност.

Високоскоростен двигател с постоянен магнит

Двигателите с постоянен магнит са предпочитани във високоскоростни приложения поради тяхната висока ефективност, висок фактор на мощността и широк диапазон на скоростта.В сравнение с двигателя с постоянен магнит с външен ротор, двигателят с постоянен магнит с вътрешен ротор има предимствата на малък радиус на ротора и голяма надеждност и се превърна в първия избор за високоскоростни двигатели.

Понастоящем сред високоскоростните двигатели с постоянен магнит в страната и чужбина високоскоростният двигател с постоянен магнит с най-висока мощност се изследва в Съединените щати.Мощността е 8MW и скоростта е 15000r/min.Това е повърхностно монтиран ротор с постоянен магнит.Защитният капак е направен от въглеродни влакна, а охладителната система приема Комбинацията от въздушно и водно охлаждане се използва за високоскоростни двигатели, съчетани с газови турбини.

Швейцарският федерален технологичен институт в Цюрих проектира високоскоростен двигател с постоянен магнит с най-висока скорост.Параметрите са 500000 r/min, мощността е 1kW, скоростта на линията е 261m/s и се използва защитната втулка от сплав.

Вътрешните изследвания на високоскоростни двигатели с постоянен магнит са съсредоточени главно в Zhejiang University, Shenyang University of Technology, Harbin University of Technology, Harbin Institute of Technology, Xi'an Jiaotong University, Nanjing Aerospace Motor, Southeast University, Beihang University, Jiangsu University, Beijing Jiaotong University, Guangdong University of Technology, CSR Zhuzhou Electric Co., Ltd. и др.

Те извършиха съответна изследователска работа върху проектните характеристики, характеристиките на загубите, изчисляването на якостта и твърдостта на ротора, дизайна на охладителната система и изчисляването на повишаването на температурата на високоскоростни двигатели и произведоха високоскоростни прототипи с различни нива на мощност и скорости.

Основните направления за изследване и развитие на високоскоростни двигатели са:

Изследвания по ключови въпроси на високомощни високоскоростни двигатели и ултрависокоскоростни двигатели;дизайн на свързване, базиран на мултифизика и мултидисциплини;теоретични изследвания и експериментална проверка на статорни и роторни загуби;материали с постоянен магнит с висока якост и устойчивост на висока температура, висока топлопроводимост Разработване и приложение на нови материали като влакнести материали;изследвания върху материали и структури за ламиниране на ротори с висока якост;приложение на високоскоростни лагери при различни нива на мощност и скорост;проектиране на добри системи за разсейване на топлината;разработване на системи за управление на високоскоростни двигатели;отговарящи на изискванията за индустриализация Нова технология за обработка и сглобяване на ротора.