超高轉(zhuǎn)速電機(jī)在飛輪蓄能器和核能利用的高速離心機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。電機(jī)最高轉(zhuǎn)速達(dá)每分鐘10萬轉(zhuǎn)以上,其供電頻率高達(dá)2000Hz,從附圖1“中頻矽鋼片損耗曲線”中可看到,2000Hz時單位功率損耗是60Hz時的400倍,不得不把矽鋼片磁密度限制在5000Gs以下。這就使電機(jī)出力很難提高。
附圖1“中頻矽鋼片損耗曲線”
技術(shù)實現(xiàn)要素:
電機(jī)出力直接與氣隙磁密度有關(guān),一般電機(jī)設(shè)計矽鋼片軛部磁密度為氣隙磁密度4倍左右,現(xiàn)在矽鋼片軛部磁密度限制在5000Gs,這就把氣隙磁密度限制在1000Gs上下,比正常電機(jī)小4到5倍,電機(jī)出力太小了。
要成倍提高超高速電機(jī)出力,就得把矽鋼片軛部加厚,這樣額部磁密度沒有提高,而磁部磁密度大幅度提高,電機(jī)出力成倍提高。當(dāng)然沖片設(shè)計時要綜合考慮,
附圖2“一般盤式電機(jī)定子與軛部加厚定子比較圖”
附圖3“普通電機(jī)與軛部加厚定子沖片比較圖”
通過實踐試驗證明以上兩種電機(jī)都取得良好效果。
對永磁高速電機(jī),要保證矽鋼片軛部磁密度為5000Gs,必須合理控制磁力強度,氣隙大小,和綜合線圈設(shè)計,一般強磁鋼電機(jī)氣隙采用3mm左右。
最理想是采用軛部加厚的鐵氧體鐵心,因為,在高頻時矽鋼片損耗功率還是相當(dāng)大,,大大降低了飛輪使用時間,而鐵氧體幾乎沒有損耗。
當(dāng)然鐵氧體鐵心也有缺點,它在磁密度超過4000Gs,消耗磁化力激烈加大,反而使出力不如矽鋼片增幅大,只要合理調(diào)節(jié)磁力強度,氣隙大小還是會取得良好效果。氣隙采用2mm左右。