고속 브러시리스 모터 로터는 일반적으로 20,000~100,000RPM 범위의 속도에서 작동합니다. 고속 모터의 설계는 기존의 저속, 저주파 모터의 설계와 크게 다릅니다. 로터와 베어링 시스템의 동적 분석은 고속 모터의 작동 신뢰성에 매우 중요합니다.
회전자 설계는 고속 브러시리스 모터 설계의 핵심이며 회전자 직경 및 길이 선택, 영구 자석 재료 선택, 사용된 보호 방법(영구 자석은 고속에서 발생하는 막대한 원심력을 견딜 수 없으며 고강도 재료로 보호되어야 함)을 포함한 주요 고려 사항을 포함합니다. 여기에는 회전자 강도 및 강성 분석과 베어링 설계가 포함됩니다(고속 브러시리스 모터는 표준 베어링을 사용할 수 없고 대신 공기 또는 자기 베어링과 같은 비접촉 유형을 사용해야 하기 때문입니다).
고속 브러시리스 모터의 경우 영구 자석 회전자의 설계에서는 전자기적 측면과 기계적 측면을 모두 고려해야 합니다. 이는 영구 자석 회전자가 고정자 권선에 충분히 강한 회전 자기장을 제공하는 동시에 고속 회전으로 생성되는 막대한 원심력을 견딜 수 있어야 함을 의미합니다.
고속 브러시리스 모터는 일반적으로 극 수가 적으며 일반적으로 2개 또는 4개 극을 사용합니다. 2극 모터는 영구 자석에 견고한 구조를 사용하여 기계적 및 전자기적 대칭성을 보장합니다. 또한 고정자 코어의 자기장과 2극 모터의 권선 전류 및 주파수는 4극 모터의 절반에 불과하므로 모터 고정자의 철 및 구리 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다. 그러나 2극 모터의 주요 단점은 고정자 권선이 더 길고 더 큰 고정자 코어 영역이 필요하다는 것입니다.
1. 모터의 출력밀도와 효율을 높이기 위해서는 잔류자속밀도, 보자력, 자기에너지곱이 높은 재료를 선택해야 합니다.
2. 영구자석 재료의 감자 곡선은 허용 작동 온도 범위 내에서 선형적으로 변화해야 합니다. 영구 자석 회전자의 작동 온도가 자석의 감자 온도를 초과하지 않도록 하려면 고온 내성 영구 자석 재료를 사용해야 합니다.
고속 브러시리스 모터 영구 자석 회전자가 견뎌야 하는 막대한 원심력을 고려할 때 자석 재료의 기계적 특성도 중요합니다. 기술적 요구사항과 재료비를 고려하면 분말야금 영구자석 재료의 일종인 소결 네오디뮴 철 붕소가 일반적으로 사용된다. 이러한 자석을 보호하는 방법에는 자석 외부에 고강도 비자성 보호 케이스를 추가하고 그 위에 단단히 고정하는 것이 포함됩니다. 또 다른 보호 방법은 탄소 섬유 밴딩을 사용하여 자석을 고정하는 것입니다.
