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高頻高速電機的應用前景
高頻高速電機在以下各方面具有廣闊的應用前景:
(1) 高頻高速電機在空調或冰箱的離心式壓縮機等各種場合得到應用,而隨著科學技術的發(fā)展,特殊要求越來越多,它的應用也會越來越廣泛。
(2) 隨著汽車工業(yè)混合動力汽車的發(fā)展,體積小,重量輕的高速發(fā)電機將會得到充分的重視,并在混合動力汽車,航空,船舶等領域具有良好的應用前景。
(3)由燃氣輪機驅動的高速發(fā)電機體積小,具有較高的機動性,可用于一些重要設施的備用電源,也可作為獨立電源或小型電站,彌補集中式供電的不足,具有重要的實用價值。
由于高頻高速電機轉子上的離心力與線速度的平方成正比,高速電機要求具有很高的機械強度;又由于高速電機頻率高,鐵耗大,在設計時應適當降低鐵心中的磁密,采用低損耗的鐵心材料。
軸承的研究也是與高速電機密不可分的內容,因為普通軸承難以承受在高速系統(tǒng)中承受長時間運行,必須采用新材料和新結構的軸承。
高頻高速電機可以有多種結構形式,如感應電機、永磁電機和磁阻電機等。電機在高速旋轉時的離心力變大,當線速度達到200m/s以上時,常規(guī)疊片轉子難以承受高速旋轉產生的離心力,需要采用特殊的高強度疊片或實心轉子。
在轉子動力學發(fā)展的近百年的歷史中,出現過很多計算方法,發(fā)展到今天,現代的計算方法主要可以分為兩大類:傳遞矩陣法和有限元法。
高頻高速電機有限元法的運動方程表達方式簡潔,規(guī)范,在求解轉子動力學問題或轉子和周圍結構一起組成的復雜機械系統(tǒng)的問題時,有很多優(yōu)點。有限元法對復雜轉子系統(tǒng)剖分龐大,計算結果比傳遞矩陣法準確,然而計算耗時長,占用內存大。現代計算機技術的發(fā)展,給有限元法提供了良好的硬件技術。
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