1. Introduzione del motore ad alta velocità

I motori ad alta velocità si riferiscono solitamente a motori con una velocità superiore a 10.000 giri/min.Il motore ad alta velocità è di piccole dimensioni e può essere collegato direttamente a carichi ad alta velocità, eliminando la necessità di dispositivi meccanici tradizionali di aumento della velocità, riducendo il rumore del sistema e migliorando l'efficienza di trasmissione del sistema.Al momento, i principali che hanno raggiunto con successo l'alta velocità sono i motori a induzione, i motori a magneti permanenti e i motori a riluttanza commutata.

Le caratteristiche principali dei motori ad alta velocità sono l'elevata velocità del rotore, l'alta frequenza della corrente dell'avvolgimento dello statore e il flusso magnetico nel nucleo di ferro, l'elevata densità di potenza e l'elevata densità di perdite.Queste caratteristiche determinano che i motori ad alta velocità dispongono di tecnologie chiave e metodi di progettazione diversi da quelli dei motori a velocità costante, e la difficoltà di progettazione e produzione è spesso doppia rispetto a quella dei motori a velocità ordinaria.

Aree di applicazione dei motori ad alta velocità:

(1) I motori ad alta velocità sono utilizzati in varie applicazioni come i compressori centrifughi nei condizionatori o nei frigoriferi.

(2) Con lo sviluppo dei veicoli ibridi nell'industria automobilistica, i generatori ad alta velocità di piccole dimensioni e peso leggero saranno pienamente valorizzati e avranno buone prospettive di applicazione nei veicoli ibridi, nell'aviazione, nelle navi e in altri campi.

(3) Il generatore ad alta velocità azionato dalla turbina a gas è di piccole dimensioni e ha un'elevata mobilità.Può essere utilizzato come fonte di alimentazione di riserva per alcune strutture importanti e può anche essere utilizzato come fonte di alimentazione indipendente o come piccola centrale elettrica per sopperire alla mancanza di alimentazione centralizzata e ha un importante valore pratico.

Motore a magneti permanenti ad alta velocità

I motori a magneti permanenti sono preferiti nelle applicazioni ad alta velocità grazie alla loro elevata efficienza, elevato fattore di potenza e ampio intervallo di velocità.Rispetto al motore a magneti permanenti del rotore esterno, il motore a magneti permanenti del rotore interno presenta i vantaggi di un raggio del rotore ridotto e di una forte affidabilità ed è diventato la prima scelta per i motori ad alta velocità.

Attualmente, tra i motori a magneti permanenti ad alta velocità in patria e all'estero, negli Stati Uniti viene ricercato il motore a magneti permanenti ad alta velocità con la potenza più elevata.La potenza è di 8 MW e la velocità è di 15000 giri/min.È un rotore a magnete permanente montato in superficie.La copertura protettiva è realizzata in fibra di carbonio e il sistema di raffreddamento adotta la combinazione di raffreddamento ad aria e acqua viene utilizzata per motori ad alta velocità abbinati a turbine a gas.

Il Politecnico federale di Zurigo ha progettato un motore a magneti permanenti ad alta velocità con la massima velocità.I parametri sono 500000 giri/min, la potenza è 1 kW, la velocità della linea è 261 m/s e viene utilizzato il manicotto protettivo in lega.

La ricerca nazionale sui motori a magneti permanenti ad alta velocità si concentra principalmente presso l'Università di Zhejiang, l'Università di Tecnologia di Shenyang, l'Università di Tecnologia di Harbin, l'Istituto di Tecnologia di Harbin, l'Università di Xi'an Jiaotong, la Nanjing Aerospace Motor, l'Università del Sud-Est, l'Università di Beihang, l'Università di Jiangsu, Università Jiaotong di Pechino, Università di Tecnologia del Guangdong, CSR Zhuzhou Electric Co., Ltd., ecc.

Hanno svolto un lavoro di ricerca rilevante sulle caratteristiche di progettazione, sulle caratteristiche di perdita, sul calcolo della resistenza e della rigidità del rotore, sulla progettazione del sistema di raffreddamento e sul calcolo dell'aumento della temperatura dei motori ad alta velocità, e hanno prodotto prototipi ad alta velocità con diversi livelli di potenza e velocità.

Le principali direzioni di ricerca e sviluppo dei motori ad alta velocità sono:

Ricerca su questioni chiave relative ai motori ad alta velocità e ad alta velocità e ai motori ad altissima velocità;progettazione di accoppiamenti basata sulla multifisica e multidisciplinare;ricerca teorica e verifica sperimentale delle perdite di statore e rotore;materiali a magneti permanenti con elevata robustezza e resistenza alle alte temperature, elevata conduttività termica Sviluppo e applicazione di nuovi materiali come materiali in fibra;ricerca su materiali e strutture di laminazione del rotore ad alta resistenza;applicazione di cuscinetti ad alta velocità a diversi livelli di potenza e velocità;progettazione di buoni sistemi di dissipazione del calore;sviluppo di sistemi di controllo di motori ad alta velocità;soddisfare le esigenze di industrializzazione Nuova tecnologia di lavorazione e assemblaggio dei rotori.