高速电机国内外现状
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目前，国内外高速感应电机中，功率最大的为15 MW，其转速为20000 r/min，为ABB公司2002年研制，采用实心转子结构。高速感应电机速度最
大的是由Westwind Air Bearings研制的，转速为300000 r/min，其功率为
200 W，用于PCB钻床主轴。同样，国外还实现了功率为10 kW，180000 r/min转速的高速感应电机用作测试电机。
一、高速电机简介
高速电机的应用领域： (1) 高速电机在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用。
(2) 随着汽车工业混合动力汽车的发展，体积小，重量轻的高速发电机
将会得到充分的重视，并在混合动力汽车，航空，船舶等领域具有良好的应 用前景。
(3)由燃气轮机驱动的高速发电机体积小，具有较高的机动性，可用于一
二、高速电机国内外发展现状
2、高速永磁电机
永磁电机由于其效率和功率因数高及转速范围大等优点，在高速应用领
域备受青睐。相对于外转子永磁电机，内转子永磁电机具有转子半径小及可 靠性强的优点，成为高速电机首选。
二、高速电机国内外发展现状
目前，国内外高速永磁电机中，功率最大的高速永磁电机，是美国研究
的，功率为 8 MW，转速15000 r/min，为面贴式永磁转子，保护套采用的是
一、高速电机简介 二、高速电机国内外发展现状
目录
三、高速电机保护套设计和转子强度分析 四、高速电机电磁设计和损耗计算 五、高速电机冷却系统设计和温升计算 六、总结
一、高速电机简介
高速电机通常指转速超过 10000 r /min的电机。高速电机体积小、可与 高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置、减小系统噪音和提高系统传
二、高速电机国内外发展现状
表2 国内外高速永磁电机的研究
功率 (kW) 8000 1 5000 117 1120 2.3 0.6
转速 (r/min) 15000 500000 15000 60000 18000 150000 200000
转子 类型 SPM SPM SPM SPM SPM SPM SPM
些重要设施的备用电源，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的 不足，具有重要的实用价值。
一、高速电机简介
右图为工业机器人高
光机，应用的永磁无刷直 流电机 350W，60kr/min。
二、高速电机国内外发展现状
1、高速感应电机 感应电机转子结构简单、转动惯量低，并且能够在高温和高速的条件下
长时间运行，因此感应电机在高速领域应用比较广泛。
线速度 保护套 (m/s) 250 碳纤维 261 合金 180 188 219
来源
美国 苏黎世联邦 理工学院 碳纤维 美国 合金 哈尔滨理工大学 碳纤维 沈阳工业大学 合金 浙江大学 合金 广东工业大学
二、高速电机国内外发展现状
3、开关磁阻电机 开关磁阻电机以结构简单、坚固耐用、成本低廉以及耐高温等优点而备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大学、北京航空航天大学、江苏大学、北京交通大学、广东工业大学、南车
株洲电机有限公司等。 他们对高速电机的设计特点、损耗特性、转子强度与刚度计算以及冷却
系统设计与温升计算等方面开展了相关的研究工作， 并制作了不同功率等级
和转速的高速样机。
二、高速电机国内外发展现状
沈阳工业大学与江苏航天动力机电有限公司合作，已研制了1120 kW、 18000r/min 的高速永磁电机，如图所示，该电机采用面贴式永磁转子结构，
二、高速电机国内外发展现状
右图为Westwind Air Bearings 研制的高速感应电机。 功率200 W，转速300000 r/min。
二、高速电机国内外发展现状
国内的研究相对落后，其中沈阳工业大学、重庆德马电机、海军工程大
学、浙江大学等研究单位对高速感应电机开展了许多研究工作。
重庆德马电机研制了 100 kW、25000 r/min高速感应电机。沈阳工业大 学对功率为 280 kW、转速为12000 r/min，线速度为 132 m/s，采用普通叠
动效率。目前成功实现高速化的主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机。
高速电机的主要特点是转子速度高、定子绕组电流和铁心中的磁通频率 高、功率密度和损耗密度大 。这些特点决定了高速电机具有不同于常速电机
特有的关键技术与设计方法，设计和制造难度往往成倍大于普通速电机。
既然设计制造这么难，那么高速电机的应用前景究竟如何？它到底能应 用在哪些领域呢？
碳纤维，冷却系统采用风冷水冷结合的方式，用于与燃气轮机匹配的高速电 机。
瑞士的苏黎世联邦理工学院设计了最高转速的高速永磁电机。参数为
500000 r/min，功率为1 kW，线速度为261 m/s，采用合金保护套。
二、高速电机国内外发展现状
国内对高速永磁电机的研究主要集中在浙江大学、沈阳工业大学、哈尔 滨理工大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、南京航空航天电机、东 南
r /min的高速永磁无刷直流电机进行了理论分析等等。 但国内对高速永磁电机的研制多集中在500kW以下的中小功率和中低转
速阶段，对大功率尤其是兆瓦级和超高转速永磁电机的研究还较少。高速永
磁电机有面贴式(SPM)和内置式(IPM)两种转子结构。除少数采用内置式转子 结构外，其余多采用面贴式永磁转子结构。
片结构的高速感应电机进行了相关研究。海军工程大学对 2.5 MW的高速感
应电机开展了相关研究等等。
二、高速电机国内外发展现状
表1 国内外高速感应电机的研究 功率 (kW) 15000 0.2 10 1500 100 280 转速 (r/min) 20000 300000 180000 8800 25000 12000 转子 类型 实心 实心 普通叠片 线速度 (m/s) 219 132 ABB Westwind 日本 重庆德马电机 重庆德马电机 沈阳工业大学 来源
转子表面线速度为180m /s，采用碳纤维保护措施。
二、高速电机国内外发展现状
此外，浙江大学对2.3 kW、150000 r /min的高速永磁无刷直流电机的保 护措施、涡流损耗开展了深入研究；东南大学对功率600 W，转速
20000r/min的高速永磁电机进行了研究；广东工业大学对0.6 kW，200 000
大的是由Westwind Air Bearings研制的，转速为300000 r/min，其功率为
200 W，用于PCB钻床主轴。同样，国外还实现了功率为10 kW，180000 r/min转速的高速感应电机用作测试电机。
一、高速电机简介
高速电机的应用领域： (1) 高速电机在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用。
(2) 随着汽车工业混合动力汽车的发展，体积小，重量轻的高速发电机
将会得到充分的重视，并在混合动力汽车，航空，船舶等领域具有良好的应 用前景。
(3)由燃气轮机驱动的高速发电机体积小，具有较高的机动性，可用于一
二、高速电机国内外发展现状
2、高速永磁电机
永磁电机由于其效率和功率因数高及转速范围大等优点，在高速应用领
域备受青睐。相对于外转子永磁电机，内转子永磁电机具有转子半径小及可 靠性强的优点，成为高速电机首选。
二、高速电机国内外发展现状
目前，国内外高速永磁电机中，功率最大的高速永磁电机，是美国研究
的，功率为 8 MW，转速15000 r/min，为面贴式永磁转子，保护套采用的是
一、高速电机简介 二、高速电机国内外发展现状
目录
三、高速电机保护套设计和转子强度分析 四、高速电机电磁设计和损耗计算 五、高速电机冷却系统设计和温升计算 六、总结
一、高速电机简介
高速电机通常指转速超过 10000 r /min的电机。高速电机体积小、可与 高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置、减小系统噪音和提高系统传
二、高速电机国内外发展现状
表2 国内外高速永磁电机的研究
功率 (kW) 8000 1 5000 117 1120 2.3 0.6
转速 (r/min) 15000 500000 15000 60000 18000 150000 200000
转子 类型 SPM SPM SPM SPM SPM SPM SPM
些重要设施的备用电源，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的 不足，具有重要的实用价值。
一、高速电机简介
右图为工业机器人高
光机，应用的永磁无刷直 流电机 350W，60kr/min。
二、高速电机国内外发展现状
1、高速感应电机 感应电机转子结构简单、转动惯量低，并且能够在高温和高速的条件下
长时间运行，因此感应电机在高速领域应用比较广泛。
线速度 保护套 (m/s) 250 碳纤维 261 合金 180 188 219
来源
美国 苏黎世联邦 理工学院 碳纤维 美国 合金 哈尔滨理工大学 碳纤维 沈阳工业大学 合金 浙江大学 合金 广东工业大学
二、高速电机国内外发展现状
3、开关磁阻电机 开关磁阻电机以结构简单、坚固耐用、成本低廉以及耐高温等优点而备
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
大学、北京航空航天大学、江苏大学、北京交通大学、广东工业大学、南车
株洲电机有限公司等。 他们对高速电机的设计特点、损耗特性、转子强度与刚度计算以及冷却
系统设计与温升计算等方面开展了相关的研究工作， 并制作了不同功率等级
和转速的高速样机。
二、高速电机国内外发展现状
沈阳工业大学与江苏航天动力机电有限公司合作，已研制了1120 kW、 18000r/min 的高速永磁电机，如图所示，该电机采用面贴式永磁转子结构，
二、高速电机国内外发展现状
右图为Westwind Air Bearings 研制的高速感应电机。 功率200 W，转速300000 r/min。
二、高速电机国内外发展现状
国内的研究相对落后，其中沈阳工业大学、重庆德马电机、海军工程大
学、浙江大学等研究单位对高速感应电机开展了许多研究工作。
重庆德马电机研制了 100 kW、25000 r/min高速感应电机。沈阳工业大 学对功率为 280 kW、转速为12000 r/min，线速度为 132 m/s，采用普通叠
动效率。目前成功实现高速化的主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机。
高速电机的主要特点是转子速度高、定子绕组电流和铁心中的磁通频率 高、功率密度和损耗密度大 。这些特点决定了高速电机具有不同于常速电机
特有的关键技术与设计方法，设计和制造难度往往成倍大于普通速电机。
既然设计制造这么难，那么高速电机的应用前景究竟如何？它到底能应 用在哪些领域呢？
碳纤维，冷却系统采用风冷水冷结合的方式，用于与燃气轮机匹配的高速电 机。
瑞士的苏黎世联邦理工学院设计了最高转速的高速永磁电机。参数为
500000 r/min，功率为1 kW，线速度为261 m/s，采用合金保护套。
二、高速电机国内外发展现状
国内对高速永磁电机的研究主要集中在浙江大学、沈阳工业大学、哈尔 滨理工大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、南京航空航天电机、东 南
r /min的高速永磁无刷直流电机进行了理论分析等等。 但国内对高速永磁电机的研制多集中在500kW以下的中小功率和中低转
速阶段，对大功率尤其是兆瓦级和超高转速永磁电机的研究还较少。高速永
磁电机有面贴式(SPM)和内置式(IPM)两种转子结构。除少数采用内置式转子 结构外，其余多采用面贴式永磁转子结构。
片结构的高速感应电机进行了相关研究。海军工程大学对 2.5 MW的高速感
应电机开展了相关研究等等。
二、高速电机国内外发展现状
表1 国内外高速感应电机的研究 功率 (kW) 15000 0.2 10 1500 100 280 转速 (r/min) 20000 300000 180000 8800 25000 12000 转子 类型 实心 实心 普通叠片 线速度 (m/s) 219 132 ABB Westwind 日本 重庆德马电机 重庆德马电机 沈阳工业大学 来源
转子表面线速度为180m /s，采用碳纤维保护措施。
二、高速电机国内外发展现状
此外，浙江大学对2.3 kW、150000 r /min的高速永磁无刷直流电机的保 护措施、涡流损耗开展了深入研究；东南大学对功率600 W，转速
20000r/min的高速永磁电机进行了研究；广东工业大学对0.6 kW，200 000