高速モーターローターは 、小型、高出力密度、高速負荷との直接接続、従来の機械的加速デバイスの排除、システムの騒音の削減、システム伝達効率の改善などの特性を備えています。高速粉砕機、空気循環冷凍システム、エネルギー循環貯蔵式の電力供給用燃料供給用供給用パワー供給材料の供給施設の供給施設の供給系供給施設の特性があります。航空機または船は、国際的な電界の研究ホットスポットの1つになりました。
高速モーターの主な特徴は、高いローター速度、高ステーター巻き電流、コアの磁気フラックス周波数、高出力密度、損失密度です。これらの特性は、高速モーターの主要なテクノロジーと設計方法が一定速度モーターのものとは異なることを決定します。
高速モーターのローター速度は通常、10 000 r/minを超えています。高速で回転する場合、従来のラミネートローターは巨大な遠心力に耐えることができないため、特別な高強度ラミネートまたは固体ローター構造を使用する必要があります。永久磁石モーターの場合、焼結した永久磁石材料はローターの高速回転によって生成される引張応力に耐えられないため、ローター強度の問題がより顕著であり、永久磁石の保護対策を講じなければなりません。ローターとエアギャップの間の高速摩擦は、一定速度モーターの摩擦損失よりもはるかに大きな摩擦損失を引き起こし、ローターの熱放散に大きな困難をもたらします。ローターに十分な強度があることを保証するために、高速モーターのローターはほとんど細長いため、一定の速度モーターと比較して、高速モーターの臨界速度に近づくローターシステムの可能性が大幅に増加します。通常のモーターベアリングは高速で確実に動作することはできず、高速ベアリングシステムを使用する必要があります。
高速モーターのコアにおける巻線電流と磁気フラックスの高い交互の頻度は、モーター、ステーターコア、ローターの巻線に大きな高頻度の追加損失をもたらします。固定子の電流周波数が低い場合、皮膚の効果と巻線損失に対する近接効果の影響は無視できますが、高周波では、ステーターの巻線は明らかな皮膚効果と近接効果を生み出し、巻線の追加損失を増加させます。高速モーターのステーターコアの磁束周波数は高く、皮膚効果の影響は無視できず、従来の計算方法は大きな誤差をもたらします。高速モーターのステーターコア損失を正確に計算するには、高周波条件下での鉄損失の計算モデルを調査する必要があります。ステータースロットと巻きの非シヌソイド分布によって引き起こされる空間高調波、およびPWM電源によって生成される電流および時間の高調波は、ローターに大きな渦電流損失をもたらします。ローターのサイズが小さく、冷却条件が低いため、ローターの熱散逸に大きな困難をもたらします。したがって、ローター渦電流損失の正確な計算と、ローター渦電流の損失を減らすための効果的な測定の調査について説明します。高速モーターの信頼できる動作にとって非常に重要です。同時に、高周波電圧または電流は、高出力高速モーターのコントローラー設計にも課題をもたらします。
高速モーターの体積は、同じ出力の一定速度モーターよりもはるかに小さく、電力密度と損失密度が大きいだけでなく、特別な熱散逸測定が使用されない場合、特に恒久的なマグネットモーターの場合、恒久的なマグネットモーターの場合、恒久的なマグネットモーターの場合、巻線の寿命を短縮して、モーターの温度上昇が高すぎます。適切に設計された冷却システムは、固定ローターの温度上昇を効果的に低下させることができます。これは、高電力高速モーターの長期的な安定運転の鍵です。
要約すると、ローター強度、ローターシステムのダイナミクス、電磁設計、冷却システムの設計、温度上昇計算、高速ベアリング、および従来のモーターでは利用できないコントローラー開発に多くの特別な問題があります。したがって、高速モーターの設計は、電磁界、ローター強度、ローターダイナミクス、流体場、温度場などの物理フィールドの複数の反復の包括的な設計プロセスです。現在、高速フィールドで使用される主なタイプのモーターは、誘導モーター、永久マグネットモーター、切り替えの抵抗モーター、爪ポールモーターであり、各モータータイプには異なるトポロジーがあります。
このペーパーでは、国内外のさまざまな種類の高速モーターの開発状況を分析し、さまざまな種類の高速モーターの限界インデックスを要約しています。高速モーターの構造と設計特性は、ステーター設計、ローター構造設計、ローターシステムダイナミクス分析、選択および冷却システムの設計など、高速モーターの開発が直面している主な問題を分析し、高速モーターの開発動向と見通しを装飾します。
