空气悬浮高速永磁电机系列化设计及发展趋势 张宏杰 万清文 杨柳 石家庄金士顿轴承科技有限公司，河北辛集 052360

空气悬浮高速永磁电机系列化设计及发展趋势

张宏杰 万清文 杨柳

石家庄金士顿轴承科技有限公司，河北辛集 052360

摘要：由于军民需求的多样化，空气悬浮高速永磁电机获得了蓬勃发展，文章重点关注了空气悬浮高速永磁电机技术特点。高速电机在轴承-轴系一体化设计、电磁约束及机械限制、热管理等方面存在许多常规电机所不具有的特殊关键问题。最后作者指出高速永磁电机的优化目标开始多样化，生态化设计应引起重视。

关键词：空气悬浮高速永磁电机, 电磁约束，机械限制，热管理

1.引言

高速电机一个主要特征是：质量功率密度随着转速的增大而增大，或者极对数不变时，随着电源频率的增大而增大。近年来由于军民需求的多样化，以及高速轴承、高强度材料、铁磁材料、绝缘材料、功率器件、控制技术的进步促进了高速电机的发展，高速永磁电机尤其突出。就支撑方式而言，高速电机目前主要有充油轴承、磁悬浮轴承及空气动压箔片轴承等形式。挤压油膜阻尼器和滚动轴承的形式在航空发动机应用广泛，刚度较好，耐冲击载荷，缺点是其需要稀油润滑系统，设备复杂维护困难[1]。磁悬浮轴承与转子无接触，摩擦小，具有承载力大，主动可控，但是控制算法复杂，电子硬件要求高。与前者相比空气动压箔片轴承具有较好的自适应性，结构简单，与高速永磁电机结合在微型燃气轮机、污水曝气风机、氢燃料电池空压机等领域得到了较好的应用，受到了业界广泛认可。