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自然界中的高速电机八大类应用与交流工作原理简述

导语:高速电机具有有效率高、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。

如何定义高速电机

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。

案例一是小家電里非常著名的戴森電吹風電機,這個電機是110 kr/min,1 600 W,它們根號下功率和轉速的乘積為1.39×105,在上圖中,在快速/超快速分界線以下,是一個快速電機;案例二為Integral Powertrain公司開發的一款車用驅動電機,20 kr/min,450 kW,它們根號下功率和轉速的乘積為4.24×105,這個乘積越大代表了快捷程度越大,更難以克服;案例三則是Honeywell飛機用的驅動電機,一開始轉速20 kr/min,1 000 kW,但它們根號下功率和轉速的乘積為6.3×105,比前兩種更接近於超級快速區域,用到的技術也更加先進。

如果僅就快捷工作點而言,加載到汽油引擎或其他類型動力來源時,由於加熱損耗增加以及效能降低等問題,而對於純粹運行在交流系統中的情況,我們需要重新評估這些參數,以確保其在實際應用中的性能與設計預期相符。

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