現(xiàn)在電機(jī)界對體積小、功率高的追求那叫一個執(zhí)著，電機(jī)轉(zhuǎn)速一路飆升，從早期兩三千轉(zhuǎn)沖到幾萬甚至幾十萬轉(zhuǎn)。就拿新能源驅(qū)動來說，豐田 Prius 從第一代最高轉(zhuǎn)速 6000 r/min 發(fā)展到第四代的 17000 r/min，高轉(zhuǎn)速妥妥的強(qiáng)趨勢。

　　高速、超高速電機(jī)前景超廣，但挑戰(zhàn)也不少，主要有散熱、選型、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、振動噪音、高效設(shè)計、軸承這六大問題。

　　先說說散熱，電機(jī)損耗隨轉(zhuǎn)速猛漲，熱量飆升，得有好的冷卻方式。內(nèi)強(qiáng)迫風(fēng)冷常見于有強(qiáng)風(fēng)的場合，像空壓機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、飛機(jī)電機(jī)等，強(qiáng)風(fēng)直吹帶走熱量。內(nèi)油冷就適合電機(jī)要封閉防護(hù)或沒強(qiáng)風(fēng)的時候，比如 AVL 設(shè)計的高速電機(jī)用定子槽內(nèi)油冷，有的還多種冷卻方式組合。發(fā)熱和冷卻可是高速電機(jī)的大問題。

　　電機(jī)選型也讓人糾結(jié)，永磁電機(jī)、感應(yīng)電機(jī)還是開關(guān)磁阻電機(jī)呢?從功率密度和效率看，永磁電機(jī)有優(yōu)勢;從可靠性出發(fā)，感應(yīng)電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)更靠譜，但開關(guān)磁阻電機(jī)噪音大應(yīng)用少。超高轉(zhuǎn)速感應(yīng)電機(jī)多，高速感應(yīng)和永磁電機(jī)共存，按需求選就好。

　　轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)得抗住離心應(yīng)力，“高速”用金屬護(hù)套等，“超高速”用碳纖維纏繞或?qū)嵭囊惑w。永磁高速電機(jī)多是轉(zhuǎn)子護(hù)套結(jié)構(gòu)，要避免應(yīng)力集中哦。

　　振動噪音也頭疼，高速電機(jī)既有轉(zhuǎn)子動力學(xué)振動，又有高頻電磁力嘯叫，容易激起定子共振。轉(zhuǎn)子設(shè)計得做好模態(tài)分析和測試，平衡長徑比。

　　高效設(shè)計也重要，損耗隨轉(zhuǎn)速猛漲，效率衰減快。鐵耗用超薄硅鋼片降渦流損耗，磁滯損耗得優(yōu)化磁路設(shè)計等。高速電機(jī) AC 損耗把磁鋼分段降損耗。

　　軸承有磁懸浮、空氣軸承、滑動機(jī)械軸承、滾珠機(jī)械軸承四類。磁懸浮軸承功率大場合用，空氣軸承小功率小尺寸用，機(jī)械軸承要油潤滑，無油就受限。

　　高速電機(jī)關(guān)鍵問題和技術(shù)超多，門檻高難度大，要用多物理場耦合設(shè)計。雖然挑戰(zhàn)大，但機(jī)遇也多，前景廣，高速化是長期主義，會慢慢改變產(chǎn)業(yè)格局。不管找新機(jī)會還是提產(chǎn)品競爭力，都值得投資。