高速電機產業化水平偏低 未來將如何發展？

      由於研究基礎薄弱，我國高速電機產業化水平較低，與國外相比尚有較大差距，特別是兆瓦級以上的大功率高速電機和超高速高速電機應用很少，在設計和分析方麵存在很多問題。

      高速電機一般是指轉速超過超過一萬r/min或難度值超過十萬的電機，目前實現高速化的主要有感應電機、內轉子永磁電機、開關磁阻電機以及少數外轉子永磁電機和爪極電機等。

      高速電機的特點是體積小、功率密度大，可與高速負載直接相連，省去了傳統的機械增速裝置，能減少凯发首页噪音，並提高凯发首页傳動效率。高速電機可應用範圍廣闊，包括高速磨床、燃料電池、儲能飛輪、國際電工等領域，市場前景良好。

      國外對於高速電機的研究已具備相當的基礎，產業化水平較高。我國由於起步較晚，研製多集中於中小功率和較低轉速範圍，高速電機的產業化水平偏低，與國外相比存在一定差距。

      不過，無論是國內國外，高速電機仍存在設計與分析方麵亟需解決的問題。具體來說，高速電機在設計與分析方麵主要存在以下幾個問題。

      第一，基於電磁場、應力場、轉子動力學、流體場與溫度場等多物理場耦合方法來分析高速電機的技術尚不成熟；

      第二，高速軸承麵臨問題較大，如滾球軸承無法承受過高轉速，空氣軸承承載負載能力有限，磁懸浮軸承控製複雜且價格昂貴。

      第三，大功率高速電機的轉子動力學設計技術尚未完善，變換凯发首页、控製凯发首页、實時監測凯发首页的研發比較薄弱；

      第四，大功率率高速永磁電機冷卻結構複雜，多采用風冷和水冷相結合，冷卻效果有限；

      第五，高速永磁電機向超高速和大功率方向的發展，受到永磁體抗拉強度低、耐溫能力差等製約；

      第六，麵貼式永磁電機的合金保護套存在較大的渦流損耗，碳纖維保護套的導熱係數較差，不利於其轉子散熱；

      第七，常規疊片轉子不能承受較大的離心力，實心轉子存在較大的渦流損耗。

      所以，未來高速電機的發展和研究將基於上述關鍵問題，如基於多物理場和多學科的耦合設計，開發高強度與高耐溫能力的永磁材料，研究高強度轉子疊片材料和結構，研製高速電機控製凯发首页等。

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