自然界中的高速电机八大类应用揭秘多种电机类型的使用场景
导语：高速电机因其高效率、高比功率、优良功率因数、高可靠性和便于维护的特点，在先进工业国家得到了广泛应用。中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。
如何定义高速电机？
没有明确的边界，但一般超过10 000 r/min可以被称为高速电机。也有根据线速度来定义，线速度通常在50 m/s以上。国外学者还提出了将其分为高速和超高速两大类，以考虑转子结构设计难度和能量大小。
不同类型的区别
我们通过三个案例来理解这个概念：
案例一：戴森110 kr/min,1 600 W的小家用吹风器，其根号下功率和转速乘积小于分界线，是一种典型的“慢速”或“中速”级别。
案例二：Integral Powertrain公司开发的车用驱动发动机20 kr/min,450 kW，它们具有更高水平的复杂性。
案例三：Honeywell飞行器驱动发动机20 kr/min,1 000 kW，其根号下功率和转速乘积远超过分界线，因此属于超级分类。
评估速度
单纯看工作点，即使是同一工作点内，随着功率与转速增加，电机会变得越来越困难。此指标有助于判断一个给定的系统是否足够快速。
应用场合
目前，有以下几个主要应用：
电动工具 - 西风公司提供200 W,300 kr/min的小型PCB绕组永磁同步电源，可以用于牙科医疗设备等领域。
分子泵 - 用于获取高真空环境，可用于空气处理等领域。这些设备可能会采用感应或者集中绕组永磁同步方案。
分离储能飞轮 - 在混乱能源系统中，如汽车混合动力车辆或储能飞轮系统中，这些飞轮可以作为发电机构。在这种情况下，将需要500 W,32 kr/min 的感应或永磁同步式设计。
涡轮增压 - 电子涡轮增压技术帮助减少低速时引擎产生扭矩迟滞现象。这可能涉及到10 kW,100 kr/min 的2极24槽永磁同步方案，因为它们必须在较高温度条件下运行并控制损耗并保持冷却。
微型燃气涡轮 - 这是一种创新的微尺寸燃气涡轮引擎，它能够产生50 kW而体积仅相当铅笔粗细。这使得它成为潜在替代传统发动机的一个选择，并且它还需一个2极6槽永磁同步方案以将生成热量变成机械能，然后再变成电子形式供后续利用。
高速空压器/离心风扇 - 使用4极24槽SPM（永久定子配对）永久磁齿条（PM）直驱加油泵系统。这允许实现紧凑化同时提高效率，同时降低重量，同时保证了性能稳定性以及安全性。
车用驱动设备 - 车辆主流所用的转矩限制在16 000 r/min以下，而一些最新开发中的激进项目如25 000 r/min至225 kW，以及Integral Powertrain公司开发的一款450 kW Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM) 等都展示了该领域最前沿技术与创新趋势之演进过程。此外，还有AVL新一代20krpm到230kW PMSM，该产品采用油冷保温解决方案，使其适用于各种恶劣天气条件下的运作需求；还有其他企业正在推出更多创新性的解决方案以满足未来自动驾驶车辆等复杂要求，比如SiC平台以及水冷保温解析法等。
08 飞行器使用部件
随着航空航天业对更加有效、节省空间、高效、可持续能源需求日益增长，对所有这些需要操作更快，更强大的灵活可调节能力以及高度集成功能的大容量流量管理能力必需品来说，这意味着对于航空航天行业来说，大容量流量管理是不可或缺的一部分。在这个背景下，一些研制团队已经开始研究创建新的全新的基于太阳光强迫风冷方式吸收热量散热方法，以最大限度地提高效率并延长寿命，从而进一步提升整个航空航天行业生产力水平。此外，由Honeywell制造的大容量静态叶片涡喷发生模块也已经成功测试过，并证明了它们能够非常有效地承受额外负载，并且仍然保持最佳性能，这表明未来的航空航天科技发展方向将更加注重智能化、大数据分析、人工智能协作以及生态友好多元化资源共享模式。
