1. Zavedení vysokootáčkového motoru

Vysokootáčkovými motory se obvykle rozumí motory s otáčkami vyššími než 10 000 ot./min.Vysokorychlostní motor je malých rozměrů a může být přímo spojen s vysokorychlostními zátěžemi, což eliminuje potřebu tradičních mechanických zařízení pro zvýšení rychlosti, snižuje hluk systému a zlepšuje účinnost přenosu systému.V současnosti jsou hlavními z nich, které úspěšně dosáhly vysoké rychlosti, indukční motory, motory s permanentními magnety a spínané reluktanční motory.

Hlavními rysy vysokootáčkových motorů jsou vysoká rychlost rotoru, vysoká frekvence proudu statorového vinutí a magnetického toku v železném jádru, vysoká hustota výkonu a vysoká hustota ztrát.Tyto vlastnosti určují, že vysokorychlostní motory mají klíčové technologie a konstrukční metody, které se liší od těch, které mají motory s konstantní rychlostí, a konstrukční a výrobní obtížnost je často dvojnásobná než u motorů s běžnou rychlostí.

Oblasti použití vysokootáčkových motorů:

(1) Vysokorychlostní motory se používají v různých aplikacích, jako jsou odstředivé kompresory v klimatizacích nebo chladničkách.

(2) S rozvojem hybridních vozidel v automobilovém průmyslu budou vysokorychlostní generátory s malými rozměry a nízkou hmotností plně oceněny a budou mít dobré vyhlídky na uplatnění v hybridních vozidlech, letectví, lodích a dalších oborech.

(3) Vysokorychlostní generátor poháněný plynovou turbínou je malých rozměrů a má vysokou pohyblivost.Může být použit jako záložní zdroj energie pro některá důležitá zařízení a může být také použit jako nezávislý zdroj energie nebo malá elektrárna, která kompenzuje nedostatek centralizovaného napájení a má důležitou praktickou hodnotu.

Vysokorychlostní motor s permanentními magnety

Motory s permanentními magnety jsou oblíbené ve vysokorychlostních aplikacích kvůli jejich vysoké účinnosti, vysokému účiníku a širokému rozsahu otáček.Ve srovnání s motorem s permanentním magnetem s vnějším rotorem má motor s permanentním magnetem s vnitřním rotorem výhody malého poloměru rotoru a vysoké spolehlivosti a stal se první volbou pro vysokorychlostní motory.

V současné době je mezi vysokorychlostními motory s permanentními magnety doma i v zahraničí zkoumán ve Spojených státech vysokorychlostní motor s permanentními magnety s nejvyšším výkonem.Výkon je 8 MW a rychlost 15000 ot/min.Jedná se o povrchově namontovaný rotor s permanentním magnetem.Ochranný kryt je vyroben z uhlíkových vláken a chladicí systém přijímá Kombinace vzduchového a vodního chlazení se používá u vysokorychlostních motorů sladěných s plynovými turbínami.

Švýcarský federální technologický institut Zurich navrhl vysokorychlostní motor s permanentními magnety s nejvyšší rychlostí.Parametry jsou 500 000 ot./min., výkon 1kW, rychlost linky 261m/s, použito slitinové ochranné pouzdro.

Domácí výzkum vysokorychlostních motorů s permanentními magnety se soustředí hlavně na 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., atd.

Provedli relevantní výzkumné práce na konstrukčních charakteristikách, ztrátových charakteristikách, výpočtu pevnosti a tuhosti rotoru, návrhu chladicího systému a výpočtu nárůstu teploty vysokorychlostních motorů a vyrobili vysokorychlostní prototypy s různými úrovněmi výkonu a rychlostí.

Hlavní směry výzkumu a vývoje vysokorychlostních motorů jsou:

Výzkum klíčových problémů vysokovýkonných vysokorychlostních motorů a ultravysokorychlostních motorů;návrh spojky založený na multifyzice a multidisciplinách;teoretický výzkum a experimentální ověřování ztrát statoru a rotoru;materiály s permanentními magnety s vysokou pevností a vysokou teplotní odolností, vysokou tepelnou vodivostí Vývoj a aplikace nových materiálů, jako jsou vláknité materiály;výzkum vysokopevnostních laminovacích materiálů a struktur rotoru;použití vysokorychlostních ložisek při různých úrovních výkonu a rychlosti;návrh systémů dobrého odvodu tepla;vývoj systémů řízení vysokorychlostních motorů;splňující požadavky industrializace Zpracování a montáž rotorů nová technologie.