自然界中的高速电机八大类应用与电机定子转子的协同作用
导语:高速电机拥有有效率高、比功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护的优点。在先进工业国家,高速电机已广泛应用于航空、航天及模具行业。我国高速电机行业始于上世纪90年代,产品由低端向高端不断发展,市场规模也不断扩大。
怎么定义高速电机
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,更科学合理。
01 电动工具
西风公司生产了一款200 W,300 kr/min的小型无铁心PCB绕组永磁同步发动器,该产品体积小巧,可用于牙科等医疗设备。
02 分子泵
分子泵是一种获取高真空环境常用的物理设备,也用于分离空气以获得高清洁空气。这种应用中使用的是32 kr/min,500 W感应或永磁同步发动器方案,以实现所需性能。
03 分离储能飞轮
车用驱动飞轮储能系统在混动汽车中扮演关键角色。当汽车需要爆发额外功率时,它们将作为发電機將電供給給電源。这一案例展示了30 kW,50 kr/min感应發動機設計,其轉子是實心鐵塊。
04 涡轮增压
电子涡轮增压技术减缓涡流迟滞现象并提高扭矩爆发力。此类产品如博格华纳开发的一款10 kW,100 kr/min2极24槽永磁同步発動機,其设计重点控制磁钢损耗与温升管理。
05 微型燃气轮机
微型燃气轮引擎是一种传奇般的小型化、高效能输出装置,大约只有一支铅笔长,但能够产生50 kW功率。它们通常采用2极6槽永磁同步發動機结构,将燃烧产生的动能转化为机械能,然后再通过交流传输至适当负载处使用。
06 高速空压机
这类常见的大功率快速運轉のシステム包括3-7万r/min范围内工作,并且提供100-700kW之間力量。一般採用軸承減少振動與加熱問題,並且改善系統整體效益。此類產品經常採用表贴式永久磁直流発電機(PMSM)或感應發電機兩種類型設計結構,這些都是為了更紧凑、更可靠而设计出来的人造物品。
07 车用驱动发电机会继续被视为当前最热门领域之一,因为它涉及到对最高16 000 r/min以下但仍然具有很强表现力的车辆主流选择,以及正在陆续开发中的更快变速版本。
08 飞行器驱使发出带来的能源改变,比如在混合推进飞行器上可能会进行新的能源配置。这意味着对于更大的能力需求,在35 km/rpm以上运行,而在300 kW范围内运作,一般会采用集中绕组永久磁异步发電技術,因为这是为了最大限度地提高性能和效率,并最终降低成本,同时保持其轻量级特性。
总结来说,对于各个行业,无论是在工程师还是制造商眼里,都有一个共同认识,那就是他们期待能够从这些新技术中受益,从而提升其业务竞争力并创造更多价值。而随着研发人员不断探索并推出各种创新解决方案,我们相信不久未来我们将看到更多令人印象深刻的事迹发生,这些事迹将改变我们的世界,让我们的生活更加便捷、高效且环保。