I.高速モーターの紹介
高速モーターとは、通常、速度が10000 r / minを超えるモーターを指します。高速モーターはサイズが小さく、高速負荷に直接接続できるため、従来の機械的な増速装置が不要になり、システムのノイズが減少し、システムの伝達効率が向上します。現在、誘導モーター、永久磁石モーター、およびスイッチドリラクタンスモーターが、高速化に成功している主なものです.
高速モーターの主な特徴は、高い回転子速度、高い固定子巻線電流、およびコア内の磁束周波数です。高い電力密度と損失密度。これらの特性は、高速モーターが通常の速度モーターとは異なる独自の主要な技術と設計方法を持っていることを決定し、設計と製造の困難さは通常、通常の速度モーターよりも指数関数的に大きくなります.
高速モーターのアプリケーション.
( 1) 高速モータは、エアコンや冷蔵庫の遠心圧縮機など、さまざまな用途に使用されています.
(2) 自動車産業におけるハイブリッド車の開発に伴い、小型軽量の高速発電機が与えられます. (3) ガスタービン駆動の高速発電機は小型で機動力が高く、バックアップ用としても使用可能いくつかの重要な施設の電源、または独立した電源または小さな発電所として、重要な実用的価値がある集中電源供給の不足を補います。 __@1、高速誘導電動機
誘導電動機のローター構造はシンプルで回転慣性が低く、高温高速で長時間運転できるため、誘導電動機は高速分野で広く使用されています.
現在、国内外の高速誘導モーター、最大の15MWの出力、20000 r / minの速度は、2002年にABB向けに開発され、ソリッドローター構造を使用しています。高速誘導モーターの速度は Westwind Air Bearings によって開発された最大の速度であり、速度は 300000 r/min で、その出力は 200 W で、PCB 穴あけ機のスピンドルに使用されます。同様に、出力10kW、速度180,000r/minの高速誘導電動機が海外で試作機として実現されています。
下の写真はWestwind Airが開発した高速誘導電動機です200 W の出力と 300,000 r/min の速度のベアリング。
国内の研究は比較的遅れています。高速誘導電動機に関する多くの研究作業。瀋陽工科大学は、280kW の出力、12000r/min の速度、132m/s の線速度、および一般的な積層構造を備えた高速誘導モーターの研究を行ってきました。海軍工学大学では、2.5 MW の高速誘導モーターなどの研究が行われています。
2、高速永久磁石モーター
力率と広い速度範囲。アウターローター永久磁石モーターと比較して、インナーローター永久磁石モーターは、ローター半径が小さく信頼性が高いという利点があり、高速モーターの最初の選択肢となっています.
現在、高速永久磁石モーターの中で国内外で最も強力な高速永久磁石モーターが米国で研究されており、出力は 8MW、速度は 15000r/min です。これは、カーボンファイバー保護スリーブと、ガスタービンに適合する高速モーター用に空冷と水冷の組み合わせを使用する冷却システムを備えた、顔面に取り付けられた永久磁石ローターです。
スイスの ETH チューリッヒが設計した最高速高速永久磁石モーター。パラメーターは 500000 r/min、出力は 1kW、線速度は 261m/s、合金保護ジャケットが使用されています。
高速永久磁石モーターに関する国内の研究は、主に浙江大学、瀋陽理工大学、ハルビン工科大学、ハルビン工科大学、西安交通大学、南京航空宇宙汽車、東南大学、北京航空宇宙大学、江蘇大学、北京交通大学、広東理工大学、CSR株洲汽車有限公司
設計特性、損失特性、回転子の強度と剛性の計算、高速モーターの冷却システムの設計と温度上昇の計算に関する研究を行い、さまざまな電力クラスと速度の高速プロトタイプを作成しました。
3、スイッチング リラクタンス モーター
スイッチドリラクタンス モーターは、その単純な構造、堅牢性、低コスト、および高温耐性で注目を集めており、高速アプリケーションでますます使用されています。
高速の最大出力スイッチド リラクタンス モーターは 250kW で速度は 22000r/min、最高速度は 200000r/min で出力は 1kW です。
南京航空宇宙大学、北京交通大学、華中科技大学が南京航空宇宙大学が 1 kW、130,000 r/min のスイッチを開発した高速スイッチ リラクタンス モーターに関する研究作業
高速モーターの主な研究開発の方向性は次のとおりです。高出力高速モーターと超高速高速モーターの重要な問題。マルチフィジカルフィールドとマルチディシプリンに基づく連成設計。固定子と回転子の損失の理論的研究と実験的検証。高強度・高耐熱性永久磁石材料、熱伝導率の高い繊維材料などの新材料の開発と応用。高強度ローター積層材料と構造の研究。さまざまな出力および速度レベルでの高速ベアリングの適用。優れた放熱性高速モーター制御システムの設計。工業化要求等に対応した新たなローター加工・組立技術の開発
Switched reluctance motors are attracting attention for their simple structure, robustness, low cost and high temperature resistance, and are increasingly used in high-speed applications.
The maximum power of high-speed switched reluctance motor is 250kW and the speed is 22000r/min, and the maximum speed is 200000r/min and the power is 1kW.
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing Jiaotong University and Huazhong University of Science and Technology have carried out research work on high-speed switched reluctance motors, among which Nanjing University of Aeronautics and Astronautics has developed a 1 kW, 130,000 r / min switched
The main research and development directions of high-speed motors are.
Research on key issues of high power high-speed motor and ultra-high speed high-speed motor; coupled design based on multi-physical field and multi-discipline; theoretical research and experimental verification of stator-rotor loss; development and application of new materials such as permanent magnet materials with high strength and high temperature resistance, fiber materials with high thermal conductivity; research on high-strength rotor laminated materials and structure; application of high-speed bearings under different power and speed levels; good heat dissipation Design of high speed motor control system; Development of new rotor processing and assembly technology to meet the industrialization requirements, etc.
