空氣懸浮高速永磁電機(jī)系列化設(shè)計(jì)及發(fā)展趨勢(shì)

張宏杰 萬(wàn)清文 楊柳

石家莊金士頓軸承科技有限公司，河北辛集 052360

摘要：由于軍民需求的多樣化，空氣懸浮高速永磁電機(jī)獲得了蓬勃發(fā)展，文章重點(diǎn)關(guān)注了空氣懸浮高速永磁電機(jī)技術(shù)特點(diǎn)。高速電機(jī)在軸承-軸系一體化設(shè)計(jì)、電磁約束及機(jī)械限制、熱管理等方面存在許多常規(guī)電機(jī)所不具有的特殊關(guān)鍵問(wèn)題。最后作者指出高速永磁電機(jī)的優(yōu)化目標(biāo)開(kāi)始多樣化，生態(tài)化設(shè)計(jì)應(yīng)引起重視。

關(guān)鍵詞：空氣懸浮高速永磁電機(jī), 電磁約束，機(jī)械限制，熱管理

1.引言

高速電機(jī)一個(gè)主要特征是：質(zhì)量功率密度隨著轉(zhuǎn)速的增大而增大，或者極對(duì)數(shù)不變時(shí)，隨著電源頻率的增大而增大。近年來(lái)由于軍民需求的多樣化，以及高速軸承、高強(qiáng)度材料、鐵磁材料、絕緣材料、功率器件、控制技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)了高速電機(jī)的發(fā)展，高速永磁電機(jī)尤其突出。就支撐方式而言，高速電機(jī)目前主要有充油軸承、磁懸浮軸承及空氣動(dòng)壓箔片軸承等形式。擠壓油膜阻尼器和滾動(dòng)軸承的形式在航空發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用廣泛，剛度較好，耐沖擊載荷，缺點(diǎn)是其需要稀油潤(rùn)滑系統(tǒng)，設(shè)備復(fù)雜維護(hù)困難[1]。磁懸浮軸承與轉(zhuǎn)子無(wú)接觸，摩擦小，具有承載力大，主動(dòng)可控，但是控制算法復(fù)雜，電子硬件要求高。與前者相比空氣動(dòng)壓箔片軸承具有較好的自適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與高速永磁電機(jī)結(jié)合在微型燃?xì)廨啓C(jī)、污水曝氣風(fēng)機(jī)、氫燃料電池空壓機(jī)等領(lǐng)域得到了較好的應(yīng)用，受到了業(yè)界廣泛認(rèn)可。