1. Впровадження високошвидкісного двигуна

Під високошвидкісними двигунами зазвичай розуміють двигуни зі швидкістю понад 10 000 об/хв.Високошвидкісний двигун має невеликий розмір і може бути безпосередньо підключений до високошвидкісних навантажень, що усуває потребу в традиційних механічних пристроях для збільшення швидкості, зменшує шум системи та покращує ефективність передачі системи.В даний час основними з них, які успішно досягли високої швидкості, є асинхронні двигуни, двигуни з постійними магнітами та реактивні двигуни.

Основними особливостями високошвидкісних двигунів є висока швидкість обертання ротора, висока частота струму обмотки статора і магнітного потоку в залізному сердечнику, висока щільність потужності і висока щільність втрат.Ці характеристики визначають те, що високошвидкісні двигуни мають ключові технології та методи проектування, які відрізняються від двигунів із постійною швидкістю, а складність проектування та виготовлення часто вдвічі перевищує складність двигунів із звичайною швидкістю.

Області застосування високошвидкісних двигунів:

(1) Високошвидкісні двигуни використовуються в різних сферах застосування, таких як відцентрові компресори в кондиціонерах або холодильниках.

(2) З розвитком гібридних транспортних засобів в автомобільній промисловості високошвидкісні генератори з невеликими розмірами та легкою вагою будуть повністю оцінені та матимуть хороші перспективи застосування в гібридних транспортних засобах, авіації, на кораблях та в інших сферах.

(3) Високошвидкісний генератор, що приводиться в дію газовою турбіною, має невеликі розміри та високу мобільність.Він може використовуватися як резервне джерело живлення для деяких важливих об'єктів, а також може використовуватися як самостійне джерело живлення або невелика електростанція для компенсації відсутності централізованого електропостачання і має важливе практичне значення.

Високошвидкісний двигун з постійними магнітами

Двигуни з постійними магнітами користуються перевагою у високошвидкісних системах завдяки їх високому ККД, високому коефіцієнту потужності та широкому діапазону швидкостей.У порівнянні з двигуном із постійним магнітом із зовнішнім ротором, двигун із постійним магнітом із внутрішнім ротором має переваги малого радіуса ротора та високої надійності, і став першим вибором для високошвидкісних двигунів.

В даний час серед високошвидкісних двигунів з постійними магнітами в країні та за кордоном високошвидкісний двигун з постійними магнітами з найвищою потужністю досліджується в Сполучених Штатах.Потужність 8 МВт, швидкість 15000 об/хв.Це ротор з постійним магнітом, встановлений на поверхні.Захисний кожух виготовлено з вуглецевого волокна, а система охолодження використовує комбінацію повітряного та водяного охолодження, яка використовується для високошвидкісних двигунів, сумісних із газовими турбінами.

Швейцарський федеральний технологічний інститут Цюріха розробив високошвидкісний двигун з постійними магнітами з найвищою швидкістю.Параметри - 500000 об / хв, потужність - 1 кВт, швидкість лінії - 261 м / с, використовується захисний рукав із сплаву.

Вітчизняні дослідження високошвидкісних двигунів з постійними магнітами в основному зосереджені в Чжецзянському університеті, Шеньянському технологічному університеті, Харбінському технологічному університеті, Харбінському технологічному інституті, Сіаньському університеті Цзяотун, Нанкінському аерокосмічному двигуні, Південно-Східному університеті, Університеті Бейхан, Університеті Цзянсу, Пекінський університет Цзяотун, Гуандунський технологічний університет, CSR Zhuzhou Electric Co., Ltd. тощо.

Вони виконали відповідні дослідницькі роботи щодо проектних характеристик, характеристик втрат, розрахунку міцності та жорсткості ротора, конструкції системи охолодження та розрахунку підвищення температури високошвидкісних двигунів, а також створили високошвидкісні прототипи з різними рівнями потужності та швидкостями.

Основними напрямками досліджень і розробок високошвидкісних двигунів є:

Дослідження ключових питань потужних високошвидкісних двигунів і надшвидкісних двигунів;дизайн зчеплення на основі мультифізики та мультидисципліни;теоретичні дослідження та експериментальна перевірка втрат статора і ротора;матеріали постійного магніту з високою міцністю та стійкістю до високих температур, високою теплопровідністю Розробка та застосування нових матеріалів, таких як волокнисті матеріали;дослідження високоміцних роторних ламінаційних матеріалів і конструкцій;застосування високошвидкісних підшипників під різними рівнями потужності та швидкості;проектування хороших систем тепловідведення;розробка систем управління швидкодіючими двигунами;відповідність вимогам індустріалізації Нова технологія обробки та складання ротора.