高速电机设计和制造工艺相关问题的探讨

lzhliang75

论坛中已经游人建立了一个相关问题的交流群,但是群里的诸位同仁都睡着了,或者不知道去哪里了,也许是有技术怕泄密所以保持沉默.
关于高速电机所涉及的技术和工艺，经过几年的实践，描述一下自己的愚见，欢迎排砖：
1、电机设计和散热，高速电机定子发热，如果采用的是封闭式水冷套，内部自冷，绕组端部的温度较高，长径比大的电机，温度最高的不位于定子中部靠近内孔的区域，我解决的办法，是水冷流动方向，中间进水两侧出水。
2、高速转子动平衡，高速电机对动平衡比较敏感，要提高电机的寿命和减小振动需要将动平衡的不平衡两尽量控制在1g以下，
3、永磁转子外部保护套的强度设计和散热以及涡流处理，大功率高度电机如果采用金属环套作为约束，涡流产生的热量会使转子表面的散热问题难以解决，为此开发了两种类型的环套材料方案和工艺，既解决约束强度，又减少涡流产生，这些材料具备高到热能力，大电阻和高强度的特性，但同时耐热程度最高不超过200摄氏度。
4、电机定子内孔的圆柱度，同轴度处理，会造成转子运转的磁场力不平衡产生基于气隙变化产生震动加速度，因此需要作特别的处理，这是在实际工程化过程中遇到的，需要尽可能的处理，定子平面的平行度和内孔的圆柱度，还有内孔与外圆的同轴度，尽量控制到更小的水平，
5、对于大型高速电机，需要增加转子风扇，内部气流组织我们一般如此设计，将定子中分成段，作为外壳外中部进气的通道，两侧口气体排出，其他部分外壳水冷结构，中部进水，两侧出水。
6、轴承类型与刚度，常用的高度电机轴承，有角接触轴承，气悬浮轴承，电磁悬浮轴承，电磁悬浮轴承阻尼特征值很小，完全依赖控制器控制转子的动平衡，气悬浮轴承，一般采用浮动式箔片结构或者瓦片提高动平衡和阻尼相应特征，角接触轴承最大的问题是预紧力的调解和轴承润滑散热，通过试验对比油气润滑效果很好，强制外部液冷，能够有效地降低轴承的温度，油气润滑耗油量很低，采用回收方案，油不再次使用，一个轴承终身消耗的润滑油量也仅有几升至几十升（取决于轴承的类型和尺寸）
7、动态仿真技术对电机分析有很多益处，能减少试验次数和通过模拟容易找到问题的成因
8、绕组的绝缘散热等方面的处理，和传统的电机差异较大，采用了一些方法，例如无传统槽楔，绕组端部强化散热处理等方法

fullingmotor

只针对 动平衡部分给出建议
2、高速转子动平衡，高速电机对动平衡比较敏感，要提高电机的寿命和减小振动需要将动平衡的不平衡两尽量控制在1g以下，
动平衡是按照标准来的，G6.3 G2.5 等等，这个还和工件的质量，转速一并考量的，并不是一味的全是 1G。
谢谢，供参考！

lzhliang75

关于这个回答,高速电机有标准吗? 你得标准可以完全适应高速电机的要求吗?未必,
我给数值是建议值,我是通过工程化的工程中,验证了,其结果, 你看看G2.5允许什么样的转速,和支撑轴承的特点,转子的大小我们是通过线速度来衡量的,你认为高速电机,按照DNm的数值计算, 质量能有多大?

lzhliang75

高速电机在采用混合套磁轴承后的润滑和冷却方面的一些个人看法:
1、常用的轴承和润滑脂能够支持的轴承转速是有限的,最高到2.5MDNm指数,事实上,达到这个转速其轴承的发热量是很大的,因为轴承的计算法热量一般小于实际发热量,因为实际运行中润滑脂的多少和质量对其影响很显著,林外就是温度,润滑脂能长寿命工作的温度范围比较窄,一般不超过80度或者100度,这就需要对轴承有良好的散热设计.如何让轴承的工作温度维持在40-60度之间是很重要的，太低的温度对高速轴承来说效果并不好，通过实际使用和测试，在这一温度区间效果相对较好。
2、对于超高速轴承的润滑，通过试验油气润滑，和字线温度检测反馈，以及自动冷气流调节，控制轴承温度，轴承运转速度3M，DNm指数时，轴承温度控制在80摄氏度以下时很重要，滚珠的离心力和陀螺力或让低年度附着的幽默出现局部破裂，导致轴承异常温升和磨损，一旦出现磨损，在如此的转速下，轴承孙焕很快。

beichen

楼主好！我是搞普通三相异步的，请问高速电机电磁部分设计与普通低速电磁有什么区别，见别人拆过几台高速机，见铸铝转子端环面积比较小，请问端环电密取值对高速电机有什么特别？还有轴与轴承配合与轴承室与轴配合有什么讲究？望楼主不吝指教,谢谢！

lijueqi

谢谢  能留个联系方式向你学习一下就更好了

liys

楼主对高速电机颇有研究，高速电机存在的技术难度不同一般，除非特殊应用需要，能够承受成本。

whyshanda

内容还不错，值得学习！

欧阳庆

lzhliang75 发表于 2014-1-3 09:13
高速电机在采用混合套磁轴承后的润滑和冷却方面的一些个人看法:
1、常用的轴承和润滑脂能够支持的轴承转速 ...

看的出楼主对高速电机是有不一样的认识；可有些问题只是提及了一下，你并不希望比较全面的讲出来让大家分享你的结果。

殷chw

学习一下，希望多多分享，谢谢！

十号啊

请问，在ansoft14中设计了一个高速开关磁阻电机，在Rmxprt里得到了转矩-速度和电流-速度两条曲线，对应于我的转速20000r/min得到电流值8A，转矩1.6Nm；但在瞬态场分析中在恒定转速下电流有效值为60A，转矩为5Nm，为什么差这么多，打扰您了。

jykxd

楼主威武，希望再多分享一些

阳光巨蟹

楼主对高速电机颇有研究，高速电机存在的技术难度不同一般！！！

zhaolingkang1

应该多讲一下，如何解决铁损大的问题。

zxf02105

高速电机高频下如果变频器不带滤波器，谐波引起的杂散耗高有没有啥方式可以解决的？

laoliujiaen

特种电机是不是一个大趋势