高速電機產(chǎn)業(yè)化水平偏低，未來將如何發(fā)展？

高速電機一般是指轉(zhuǎn)速超過超過一萬r/min或難度值超過十萬的電機，目前實現(xiàn)高速化的主要有感應(yīng)電機、內(nèi)轉(zhuǎn)子永磁電機、開關(guān)磁阻電機以及少數(shù)外轉(zhuǎn)子永磁電機和爪極電機等。

高速電機的特點是體積小、功率密度大，可與高速負載直接相連，省去了傳統(tǒng)的機械增速裝置，能減少系統(tǒng)噪音，并提高系統(tǒng)傳動效率。高速電機可應(yīng)用范圍廣闊，包括高速磨床、燃料電池、儲能飛輪、國際電工等領(lǐng)域，市場前景良好。

國外對于高速電機的研究已具備相當?shù)幕A(chǔ)，產(chǎn)業(yè)化水平較高。我國由于起步較晚，研制多集中于中小功率和較低轉(zhuǎn)速范圍，高速電機的產(chǎn)業(yè)化水平偏低，與國外相比存在一定差距。

不過，無論是國內(nèi)國外，高速電機仍存在設(shè)計與分析方面亟需解決的問題。具體來說，高速電機在設(shè)計與分析方面主要存在以下幾個問題。

，基于電磁場、應(yīng)力場、轉(zhuǎn)子動力學、流體場與溫度場等多物理場耦合方法來分析高速電機的技術(shù)尚不成熟；

第二，高速軸承面臨問題較大，如滾球軸承無法承受過高轉(zhuǎn)速，空氣軸承承載負載能力有限，磁懸浮軸承控制復雜且價格昂貴。

第三，大功率高速電機的轉(zhuǎn)子動力學設(shè)計技術(shù)尚未完善，變換系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、實時監(jiān)測系統(tǒng)的研發(fā)比較薄弱；

第四，大功率率高速永磁電機冷卻結(jié)構(gòu)復雜，多采用風冷和水冷相結(jié)合，冷卻效果有限；

第五，高速永磁電機向超高速和大功率方向的發(fā)展，受到永磁體抗拉強度低、耐溫能力差等制約；

第六，面貼式永磁電機的合金保護套存在較大的渦流損耗，碳纖維保護套的導熱系數(shù)較差，不利于其轉(zhuǎn)子散熱；

第七，常規(guī)疊片轉(zhuǎn)子不能承受較大的離心力，實心轉(zhuǎn)子存在較大的渦流損耗。

所以，未來高速電機的發(fā)展和研究將基于上述關(guān)鍵問題，如基于多物理場和多學科的耦合設(shè)計，開發(fā) 度與高耐溫能力的永磁材料，研究 度轉(zhuǎn)子疊片材料和結(jié)構(gòu)，研制高速電機控制系統(tǒng)等。