1. Einführung eines Hochgeschwindigkeitsmotors

Unter Hochgeschwindigkeitsmotoren versteht man in der Regel Motoren mit einer Drehzahl von mehr als 10.000 U/min.Der Hochgeschwindigkeitsmotor ist klein und kann direkt an Hochgeschwindigkeitslasten angeschlossen werden, wodurch herkömmliche mechanische Vorrichtungen zur Geschwindigkeitserhöhung überflüssig werden, die Systemgeräusche reduziert und die Übertragungseffizienz des Systems verbessert werden.Derzeit sind Induktionsmotoren, Permanentmagnetmotoren und geschaltete Reluktanzmotoren die wichtigsten, die erfolgreich hohe Geschwindigkeiten erreicht haben.

Die Hauptmerkmale von Hochgeschwindigkeitsmotoren sind eine hohe Rotorgeschwindigkeit, eine hohe Frequenz des Statorwicklungsstroms und des magnetischen Flusses im Eisenkern, eine hohe Leistungsdichte und eine hohe Verlustdichte.Diese Eigenschaften bestimmen, dass Hochgeschwindigkeitsmotoren über Schlüsseltechnologien und Konstruktionsmethoden verfügen, die sich von denen von Motoren mit konstanter Drehzahl unterscheiden, und dass die Konstruktions- und Herstellungsschwierigkeiten oft doppelt so hoch sind wie bei Motoren mit normaler Drehzahl.

Anwendungsgebiete von Hochgeschwindigkeitsmotoren:

(1) Hochgeschwindigkeitsmotoren werden in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, beispielsweise als Radialkompressoren in Klimaanlagen oder Kühlschränken.

(2) Mit der Entwicklung von Hybridfahrzeugen in der Automobilindustrie werden Hochgeschwindigkeitsgeneratoren mit geringer Größe und geringem Gewicht in vollem Umfang geschätzt und haben gute Anwendungsaussichten in Hybridfahrzeugen, der Luftfahrt, Schiffen und anderen Bereichen.

(3) Der von der Gasturbine angetriebene Hochgeschwindigkeitsgenerator ist klein und weist eine hohe Mobilität auf.Es kann als Notstromquelle für einige wichtige Einrichtungen verwendet werden und kann auch als unabhängige Stromquelle oder kleines Kraftwerk verwendet werden, um den Mangel an zentraler Stromversorgung auszugleichen, und hat einen wichtigen praktischen Wert.

Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotor

Permanentmagnetmotoren werden aufgrund ihres hohen Wirkungsgrads, ihres hohen Leistungsfaktors und ihres großen Drehzahlbereichs bevorzugt in Hochgeschwindigkeitsanwendungen eingesetzt.Im Vergleich zum Außenrotor-Permanentmagnetmotor bietet der Innenrotor-Permanentmagnetmotor die Vorteile eines kleinen Rotorradius und einer hohen Zuverlässigkeit und ist zur ersten Wahl für Hochgeschwindigkeitsmotoren geworden.

Derzeit wird in den Vereinigten Staaten unter den Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotoren im In- und Ausland der Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotor mit der höchsten Leistung erforscht.Die Leistung beträgt 8 MW und die Geschwindigkeit beträgt 15.000 U/min.Es handelt sich um einen oberflächenmontierten Permanentmagnetrotor.Die Schutzhülle besteht aus Kohlefaser und das Kühlsystem übernimmt die Kombination aus Luft- und Wasserkühlung, die für Hochgeschwindigkeitsmotoren in Kombination mit Gasturbinen verwendet wird.

Die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich hat einen Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotor mit höchster Geschwindigkeit entwickelt.Die Parameter betragen 500.000 U/min, die Leistung beträgt 1 kW, die Liniengeschwindigkeit beträgt 261 m/s und es wird eine Schutzhülle aus Legierung verwendet.

Die inländische Forschung zu Hochgeschwindigkeits-Permanentmagnetmotoren konzentriert sich hauptsächlich auf die Universitäten Zhejiang, Shenyang University of Technology, Harbin University of Technology, Harbin Institute of Technology, Xi'an Jiaotong University, Nanjing Aerospace Motor, Southeast University, Beihang University, Jiangsu University, Beijing Jiaotong University, Guangdong University of Technology, CSR Zhuzhou Electric Co., Ltd. usw.

Sie führten relevante Forschungsarbeiten zu den Konstruktionsmerkmalen, Verlusteigenschaften, der Berechnung der Rotorfestigkeit und -steifigkeit, dem Design des Kühlsystems und der Berechnung des Temperaturanstiegs von Hochgeschwindigkeitsmotoren durch und produzierten Hochgeschwindigkeitsprototypen mit unterschiedlichen Leistungsniveaus und Geschwindigkeiten.

Die wichtigsten Forschungs- und Entwicklungsrichtungen von Hochgeschwindigkeitsmotoren sind:

Forschung zu Schlüsselthemen von Hochleistungs-Hochgeschwindigkeitsmotoren und Ultra-Hochgeschwindigkeitsmotoren;Kopplungsdesign basierend auf Multiphysik und Multidisziplinen;theoretische Forschung und experimentelle Überprüfung von Stator- und Rotorverlusten;Permanentmagnetmaterialien mit hoher Festigkeit und hoher Temperaturbeständigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit Entwicklung und Anwendung neuer Materialien wie Fasermaterialien;Forschung zu hochfesten Rotorlaminierungsmaterialien und -strukturen;Einsatz von Hochgeschwindigkeitslagern bei unterschiedlichen Leistungs- und Geschwindigkeitsstufen;Entwurf guter Wärmeableitungssysteme;Entwicklung von Hochgeschwindigkeits-Motorsteuerungssystemen;Erfüllung der Industrialisierungsanforderungen Rotorverarbeitung und Montage neue Technologie.