I. Introduktion av höghastighetsmotor
Höghastighetsmotor hänvisar vanligtvis till motorn vars hastighet överstiger 10 000 r/min. Höghastighetsmotorer är små i storlek, kan anslutas direkt till höghastighetsbelastningar, vilket eliminerar behovet av traditionella mekaniska hastighetsökningsanordningar, minskar systemljudet och förbättrar systemets överföringseffektivitet. För närvarande är induktionsmotorer, permanentmagnetmotorer och switchade reluktansmotorer de viktigaste som framgångsrikt har uppnått hög hastighet. hög effekttäthet och förlustdensitet. Dessa egenskaper bestämmer att höghastighetsmotorn skiljer sig från normalhastighetsmotorns unika nyckelteknologi och designmetoder, design- och tillverkningssvårigheter är ofta exponentiellt större än normalhastighetsmotorn.
Applikationer av höghastighetsmotorer.
( 1) Höghastighetsmotorer används i olika applikationer såsom centrifugalkompressorer för luftkonditionering eller kylskåp.
(2) Med utvecklingen av hybridfordon inom fordonsindustrin kommer höghastighetsgeneratorer av liten storlek och lätt vikt att ges full uppmärksamhet och har goda tillämpningsmöjligheter inom områdena hybridfordon, flyg, fartyg, etc.
(3) Höghastighetsgeneratorer som drivs av gasturbiner är små i storlek och har hög rörlighet och kan användas som backup strömkälla för vissa viktiga anläggningar, eller som en oberoende strömkälla eller litet kraftverk för att kompensera för bristen på centraliserad strömförsörjning, vilket har ett viktigt praktiskt värde.
Andra, höghastighetsmotorutvecklingsstatus hemma och utomlands
1、Höghastighetsinduktionsmotor
Induktionsmotorns rotorstruktur är enkel, låg rotationströghet och kan köras under lång tid vid hög temperatur och hög hastighet, så induktionsmotorn används ofta inom höghastighetsområdet .
För närvarande utvecklade inhemska och utländska höghastighetsinduktionsmotorer, effekten av den största 15MW, dess hastighet på 20000 r/min, för ABB 2002, med hjälp av en solid rotorstruktur. Höghastighets induktionsmotorhastighet är den största som utvecklats av Westwind Air Bearings, hastighet på 300 000 r/min, dess effekt är 200 W, används för PCB-borrmaskinspindel. På liknande sätt har en höghastighets-induktionsmotor med en effekt på 10 kW och en hastighet på 180 000 r/min realiserats utomlands för användning som en testmotor.
Bilden nedan visar en höghastighets-induktionsmotor utvecklad av Westwind Air Lager med en effekt på 200 W och en hastighet på 300 000 r/min.
Inhemsk forskning är relativt bakåt, bland vilka Shenyang University of Technology, Chongqing Dema Electric, Naval Engineering University, Zhejiang University och andra forskningsenheter har genomfört en mycket forskningsarbete på höghastighetsinduktionsmotorer.
Chongqing Dema Motor har utvecklat 100kW, 25000r/min höghastighetsinduktionsmotor. Shenyang University of Technology har forskat på höghastighetsinduktionsmotorer med 280kW effekt, 12000r/min hastighet, 132m/s linjär hastighet och gemensam laminerad struktur. Naval Engineering University har bedrivit forskning om höghastighetsinduktionsmotorer på 2,5 MW, etc.
2、Höghastighets permanentmagnetmotor
Permanentmagnetmotorer är populära i höghastighetsapplikationer på grund av deras höga effektivitet, höga effektfaktor och stort hastighetsområde. Jämfört med den yttre rotorns permanentmagnetmotor har den inre rotorns permanentmagnetmotor fördelarna med liten rotorradie och hög tillförlitlighet, och blir det första valet för höghastighetsmotorer. hemma och utomlands forskas den mest kraftfulla höghastighets permanentmagnetmotorn i USA, med en effekt på 8MW och en hastighet på 15000r/min. Det är en ansiktsmonterad permanentmagnetrotor med en skyddshylsa av kolfiber och ett kylsystem som använder en kombination av luftkylda och vattenkylda för höghastighetsmotorer matchade med gasturbiner.
Schweiziska ETH Zurich designade högsta hastighet höghastighets permanentmagnetmotor. Parametrarna är 500 000 r/min, effekten är 1kW, linjär hastighet är 261m/s, och en skyddsmantel av legering används. Harbin Institute of Technology, Harbin Institute of Technology, Xi'an Jiaotong University, Nanjing Aerospace Motor, Southeast University, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Jiangsu University, Beijing Jiaotong University, Guangdong University of Technology, CSR Zhuzhou Motor Co.
De har utfört forskning om konstruktionsegenskaper, förlustegenskaper, rotorhållfasthet och styvhetsberäkning, samt kylsystemdesign och temperaturökningsberäkning av höghastighetsmotorer, och har producerat höghastighetsprototyper av olika effektklasser och hastigheter.
3、Switched reluktansmotor
Switched reluktansmotorer drar till sig uppmärksamhet för sin enkla struktur, robusthet, låga kostnad och höga temperaturbeständighet och används i allt högre grad i höghastighetsapplikationer.
Höghastighets maximala kraft växlad reluktansmotor är 250kW och hastigheten är 22000r/min, och maxhastigheten är 200000r/min och effekten är 1kW.
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing Jiaotong University och Huazhong University of Science and Technology har genomfört forskningsarbete om höghastighetskopplade reluktansmotorer, bland vilka Nanjing University of Aeronautics and Astronautics har utvecklat en 1 kW, 130 000 r/min switchad
De huvudsakliga forsknings- och utvecklingsriktningarna för höghastighetsmotorer är.
Forskning på nyckelfrågor med högeffekts höghastighetsmotor och ultrahöghastighets höghastighetsmotor; kopplad design baserad på multifysiskt fält och multidisciplin; teoretisk forskning och experimentell verifiering av stator-rotor förlust; utveckling och tillämpning av nya material såsom permanentmagnetmaterial med hög hållfasthet och hög temperaturbeständighet, fibermaterial med hög värmeledningsförmåga; forskning om höghållfasta rotorlaminerade material och struktur; applicering av höghastighetslager under olika kraft- och hastighetsnivåer; god värmeavledning Design av höghastighetsmotorstyrsystem; Utveckling av ny rotorbearbetnings- och monteringsteknik för att möta industrialiseringskraven m.m.
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.
