I motori ad alta velocità presentano i vantaggi di alta efficienza, grande potenza specifica, elevato fattore di potenza, alta affidabilità e facile manutenzione. Nei paesi industriali avanzati, i motori ad alta velocità sono stati ampiamente utilizzati nell’industria aeronautica, aerospaziale e degli stampi. L'industria automobilistica ad alta velocità del mio paese è iniziata negli anni '90. I prodotti hanno continuato a svilupparsi dalla fascia bassa alla fascia alta e anche le dimensioni del mercato hanno continuato ad espandersi.
Le applicazioni dei motori ad alta velocità si stanno espandendo in modo esplosivo. In ordine di alta velocità, ci sono le seguenti applicazioni.
Strumenti elettrici
Il rotore elettrico, 200 W, 300 kr/min, adotta la tecnologia di avvolgimento PCB senza nucleo e integra il chip di controllo. È molto compatto. Questo tipo di rotore elettrico può essere utilizzato anche in apparecchiature dentistiche e mediche.
Pompa molecolare
La pompa molecolare è un dispositivo fisico comune per ottenere l'alto vuoto. Può anche essere utilizzato per separare l'aria e ottenere aria altamente pulita. La velocità del motore per questa applicazione può raggiungere 32 kr/min, 500 W. Può essere progettato utilizzando un motore a induzione o un motore a magneti permanenti ad avvolgimento concentrato.
Volano di accumulo energia separato
Esistono molte suddivisioni dello stoccaggio dell'energia, compreso lo stoccaggio dell'energia tramite volano utilizzato negli aerei e lo stoccaggio dell'energia tramite volano utilizzato nelle centrali elettriche. L'esempio seguente è un prodotto di accumulo dell'energia del volano per la guida di veicoli. Il suo concetto è equivalente all'immagazzinamento dell'energia della batteria dei veicoli ibridi. O accumulo di energia tramite supercondensatori. Quando l'auto ha bisogno di una sferzata di potenza, il motore di accumulo dell'energia del volano può fungere da generatore per fornire elettricità alla rete di alimentazione. Il motore di accumulo dell'energia sottostante ha una potenza di 30 kW e una velocità di rotazione di 50 kr/min. Adotta uno schema di motore a induzione e il rotore è un solido blocco di ferro.
Turbocompressione
La turbocompressione elettronica è una nuova tecnologia emersa negli ultimi anni. La sua funzione è quella di sovralimentare il motore dell'automobile a basse velocità per rallentare il ritardo del vortice e aumentare la coppia esplosiva. L'immagine sotto è un prodotto da 10 kW, 100 kr/min sviluppato da BorgWarner. Utilizza una struttura del motore a magnete permanente con slot a 2-polo 24-. Poiché la temperatura dell'ambiente di lavoro è elevata, oltre all'alta velocità, è necessario controllare la progettazione di questo tipo di motore anche la perdita magnetica dell'acciaio e l'aumento della temperatura.
Microturbina a gas
La microturbina a gas è sicuramente un prodotto leggendario. Una macchina lunga quanto una matita può sviluppare una potenza di 50 kW. Si dice che la sua applicazione nelle automobili possa ridurre le dimensioni del motore del 95%. Oltre alle automobili, molti dispositivi richiedono motori così piccoli. .
Compressore d'aria ad alta velocità
Il compressore d'aria ad alta velocità è attualmente il tipo più comune di motore ad alta velocità ad alta potenza, con una velocità di rotazione di decine di migliaia di giri al minuto e una potenza compresa tra 100-700 kW. Generalmente utilizza cuscinetti magnetici e aziona turbine o pale attraverso il motore per pressurizzare l'aria. Il motore ad azionamento diretto ad alta velocità sostituisce il motore originale a bassa velocità + sistema di aumento della velocità, che presenta i vantaggi di una struttura compatta e di un'elevata affidabilità. Due tipi di motori comunemente utilizzati sono i motori sincroni a magneti permanenti montati in superficie e i motori a induzione.
Motore di azionamento del veicolo
I motori per veicoli sono ancora oggi il campo più caldo. La velocità normale delle autovetture è compresa tra 16,000 giri/min e sono già in fase di sviluppo motori a velocità più elevata. L'immagine seguente mostra un motore a induzione da 25,000 giri/min, 225 kW sviluppato da un'azienda. Ha un diametro esterno di 290 mm, un'altezza dello stack di 230 mm e una coppia massima di 358 N·m. Adotta una struttura raffreddata ad acqua.
Motore di azionamento dell'aereo
Con l’accelerazione del ritmo dell’elettrificazione e della semi-elettricità degli aeromobili, aumenta anche la domanda di motori ad alta potenza e alta velocità. L'immagine seguente mostra un motore a magneti permanenti da 300 kW, 35 kr/min che utilizza una soluzione di motore a magneti permanenti ad avvolgimento concentrato. Il motore pesa 28,4 kg.
