自然界中的高速电机应用伺服与普通之分

自然界中的高速电机应用伺服与普通之分

导语:高速电机因其高效率、高比功率、优良的功率因数、高可靠性和便于维护的特点,在先进工业国家已广泛应用于航空、航天及模具行业。我国高速电机行业自上世纪90年代起发展,产品从低端向高端转型,市场规模不断扩大。

什么是高速电机?没有明确的边界定义。一般超过10 000 r/min都可以称为高速电机。也有用转子旋转的线速度来定义,高速电机的线速度一般大于50 m/s,转子的离心应力和线速度的平方成正比,因此按线速度划分反映了转子结构设计难易程度。国外有学者采用速度和根号下功率乘积来定义高速电机,这种划分既考虑了转子的难易程度,又考量了电机的能量大小,更加科学合理。

根据这三个案例,我们可以理解不同类别之间区别:

案例一是一款110 kr/min,1 600 W的小家用戴森吹风器,其根号下功率和转速乘积为1.39×105,在图中位于“超/普通”分界线以下,是一种普通级别;

案例二是一款20 kr/min,450 kW用于车辆驱动系统开发的一台感应永磁同步发动设备,其根号下功率和转速乘积为4.24×105,这个乘积越大代表了工作在更高水平;

案例三是一款Honeywell生产飞行器用的驱动系统,有20 kr/min,1000 kW,它们相对较大的根号下功率与频率乘积值6.3×105,使其被归入超级分类。

如果仅就工作点而言,将评估该度量指标以判断一个给定的激励方式如何实现最好的效能效果,并且通过这种方法,我们能够评判各种不同的类型是否具有足够高度或不足高度,以此作为衡量标准进行分析。

应用场景:

01 电动工具

02 分子泵

03 分离储能飞轮

04 涡轮增压

05 微型燃气轮机

06 高速空压机

07 车用驱动系统(含混合动力汽车)

08 飞行器使用驱动系统

这些技术正在以爆炸式增长地推广到更多领域。在每一个应用场景中,都有着独特的问题需要解决,比如在涡轮增压方面需要控制温度以及避免过热问题,而在微型燃气轮引擎方面则涉及到如何有效利用有限空间内产生大量力量。此外,还有一些新的技术已经开始被探索,比如将电子涡轮增压用于减少车辆排放,同时提高性能。随着技术革新,不断有新的解决方案出现,为满足日益增长的人口需求提供支持。