I. 고속 모터 소개
고속 모터는 일반적으로 속도가 10000r/min을 초과하는 모터를 말합니다. 고속 모터는 크기가 작고 고속 부하에 직접 연결할 수 있으므로 기존의 기계적 속도 증가 장치가 필요하지 않으며 시스템 소음을 줄이고 시스템 전송 효율을 향상시킵니다. 현재 고속화에 성공한 것은 유도전동기, 영구자석전동기, 스위치드 릴럭턴스전동기가 주를 이룬다.
고속전동기의 주된 특징은 높은 회전자 속도, 높은 고정자 권선 전류, 코어의 자속 주파수, 높은 전력 밀도 및 손실 밀도. 이러한 특성은 고속 모터가 정상 속도 모터 고유의 핵심 기술 및 설계 방법과 다르다는 것을 결정하며, 설계 및 제조 어려움은 종종 정상 속도 모터보다 기하급수적으로 더 큽니다.
고속 모터의 응용.
( 1) 고속모터는 에어컨이나 냉장고의 원심압축기 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 하이브리드 자동차, 항공, 선박 등의 분야에서 충분한 관심과 좋은 응용 전망을 가지고 있습니다.
(3) 가스 터빈으로 구동되는 고속 발전기는 크기가 작고 이동성이 높으며 백업으로 사용할 수 있습니다. 일부 중요 설비의 전원으로 사용하거나 중앙 집중식 전원 공급 부족을 보완하기 위한 독립형 전원 또는 소형 발전소로 중요한 실용 가치가 있습니다.
두 번째, 국내외 고속 모터 개발 현황
1、고속유도전동기
유도전동기 회전자 구조가 단순하고 회전관성이 낮으며 고온, 고속에서 장시간 운전이 가능하여 고속분야에서 널리 사용되는 유도전동기 .
현재 국내외 고속유도전동기는 2002년 ABB용으로 개발된 최대출력 15MW, 속도 20000r/min으로 견고한 회전자구조를 사용하고 있다. 고속 유도 전동기 속도는 Westwind Air Bearings에서 개발한 최대 속도이며 속도는 300000r/min이며 전력은 200W이며 PCB 드릴링 머신 스핀들에 사용됩니다. 마찬가지로 출력 10kW, 속도 180,000r/min의 고속 유도 전동기를 테스트 모터로 해외에서 구현한 바 있다.
아래 사진은 Westwind Air에서 개발한 고속 유도 전동기이다. 200W의 힘과 300,000r/min의 속도를 가진 베어링.
국내 연구는 상대적으로 후진적이며, 그 중 Shenyang University of Technology, Chongqing Dema Electric, Naval Engineering University, Zhejiang University 및 기타 연구 단위는 고속 유도 전동기에 대한 많은 연구 작업.
Chongqing Dema Motor는 100kW, 25000r/min 고속 유도 전동기를 개발했습니다. Shenyang University of Technology는 280kW 전력, 12000r/min 속도, 132m/s 선형 속도 및 일반적인 적층 구조를 갖춘 고속 유도 모터에 대한 연구를 수행했습니다. 해군 공대에서는 2.5MW 등의 고속 유도 전동기에 대한 연구를 진행하고 있습니다.
2、고속 영구 자석 모터
영구 자석 모터는 고효율, 역률 및 큰 속도 범위. 외부 회전자 영구 자석 모터와 비교할 때 내부 회전자 영구 자석 모터는 작은 회전자 반경과 높은 신뢰성이라는 장점이 있어 고속 모터의 첫 번째 선택이 됩니다.
현재 고속 영구 자석 모터 중에서 국내외에서 가장 강력한 고속 영구 자석 모터는 미국에서 연구되었으며 8MW의 전력과 15000r/min의 속도를 가집니다. 탄소 섬유 보호 슬리브와 가스 터빈과 일치하는 고속 모터를 위해 공냉식과 수냉식의 조합을 사용하는 냉각 시스템이 있는 전면 장착형 영구 자석 회전자입니다.
스위스 ETH 취리히가 설계한 최고 속도 고속 영구 자석 모터. 매개변수는 500000r/min, 전력은 1kW, 선형 속도는 261m/s이며 합금 보호 재킷을 사용합니다.
고속 영구 자석 모터에 대한 국내 연구는 주로 Zhejiang University, Shenyang University of Technology에 집중되어 있습니다. 하얼빈 공과 대학, 하얼빈 공과 대학, 시안 교통 대학, 난징 항공 우주 자동차, 동남 대학, 베이징 항공 우주 대학, 장쑤 대학, 베이징 교통 대학, 광동 기술 대학, CSR Zhuzhou Motor Co.
고속 모터의 설계 특성, 손실 특성, 로터 강도 및 강성 계산, 냉각 시스템 설계 및 온도 상승 계산에 대한 연구를 수행했으며 다양한 전력 등급 및 속도의 고속 프로토타입을 제작했습니다.
3、스위칭 릴럭턴스 모터
스위칭 릴럭턴스 모터는 구조가 단순하고 견고하며 비용이 저렴하고 고온 저항이 높아 주목을 받고 있으며 고속 응용 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
고속 최대 전력 스위치드 릴럭턴스 모터는 250kW이고 속도는 22000r/min이며 최대 속도는 200000r/min이고 전력은 1kW입니다.
Nanjing 항공 우주 대학, Beijing Jiaotong 대학 및 Huazhong 과학 기술 대학 고속 스위치드 릴럭턴스 모터에 대한 연구 작업 중 난징 항공 우주 대학은 1kW, 130,000r/min 스위치
고속 모터의 주요 연구 및 개발 방향은 다음과 같습니다.
에 대한 연구 고전력 고속 모터 및 초고속 고속 모터의 핵심 문제; 다중 물리 분야 및 다중 분야에 기반한 결합 설계; 고정자-회전자 손실의 이론적 연구 및 실험 검증; 고강도 및 고온 저항을 갖는 영구 자석 재료, 높은 열전도율을 갖는 섬유 재료와 같은 신소재 개발 및 적용; 고강도 로터 적층 재료 및 구조 연구; 다양한 동력 및 속도 수준에서 고속 베어링 적용; 고속 모터 제어 시스템의 우수한 방열 설계; 산업화 요구사항 충족을 위한 신규 로터 가공 및 조립 기술 개발 등
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.
