二、高速电机国内外发展现状
右图为Westwind Air Bearings 研制的高速感应电机。 功率200 W，转速300000 r/min。
二、高速电机国内外发展现状
国内的研究相对落后，其中沈阳工业大学、重庆德马电机、海军工程大
学、浙江大学等研究单位对高速感应电机开展了许多研究工作。
重庆德马电机研制了 100 kW、25000 r/min高速感应电机。沈阳工业大 学对功率为 280 kW、转速为12000 r/min，线速度为 132 m/s，采用普通叠
r /min的高速永磁无刷直流电机进行了理论分析等等。 但国内对高速永磁电机的研制多集中在500kW以下的中小功率和中低转
速阶段，对大功率尤其是兆瓦级和超高转速永磁电机的研究还较少。高速永
磁电机有面贴式(SPM)和内置式(IPM)两种转子结构。除少数采用内置式转子 结构外，其余多采用面贴式永磁转子结构。
大学、北京航空航天大学、江苏大学、北京交通大学、广东工业大学、南车
株洲电机有限公司等。 他们对高速电机的设计特点、损耗特性、转子强度与刚度计算以及冷却
系统设计与温升计算等方面开展了相关的研究工作， 并制作了不同功率等级
和转速的高速样机。
二、高速电机国内外发展现状
沈阳工业大学与江苏航天动力机电有限公司合作，已研制了1120 kW、 18000r/min 的高速永磁电机，如图所示，该电机采用面贴式永磁转子结构，
些重要设施的备用电源，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的 不足，具有重要的实用价值。
一、高速电机简介
右图为工业机器人高
光机，应用的永磁无刷直 流电机 350W，60kr/min。
二、高速电机国内外发展现状
1、高速感应电机 感应电机转子结构简单、转动惯量低，并且能够在高温和高速的条件下
长时间运行，因此感应电机在高速领域应用比较广泛。
二、高速电机国内外发展现状
表2 国内外高速永磁电机的研究
功率 (kW) 8000 1 5000 117 1120 2.3 0.6
转速 (r/min) 15000 500000 15000 60000 18000 150000 200000
转子 类型 SPM SPM SPM SPM SPM SPM SPM
动效率。目前成功实现高速化的主要有感应电机、永磁电机、开关磁阻电机。
高速电机的主要特点是转子速度高、定子绕组电流和铁心中的磁通频率 高、功率密度和损耗密度大 。这些特点决定了高速电机具有不同于常速电机
特有的关键技术与设计方法，设计和制造难度往往成倍大于普通速电机。
既然设计制造这么难，那么高速电机的应用前景究竟如何？它到底能应 用在哪些领域呢？
线速度 保护套 (m/s) 250 碳纤维 261 合金 180 188 219
来源
美国 苏黎世联邦 理工学院 碳纤维 美国 合金 哈尔滨理工大学 碳纤维 沈阳工业大学 合金 浙江大学 合金 广东工业大学
二、高速电机国内外发展现状
3、开关磁阻电机 开关磁阻电机以结构简单、坚固耐用、成本低廉以及耐高温等优点而备
目前，国内外高速感应电机中，功率最大的为15 MW，其转速为20000 r/min，为ABB公司2002年研制，采用实心转子结构。高速感应电机速度最
大的是由Westwind Air Bearings研制的，转速为300000 r/min，其功率为
200 W，用于PCB钻床主轴。同样，国外还实现了功率为10 kW，180000 r/min转速的高速感应电机用作测试电机。
一、高速电机简介
高速电机的应用领域： (1) 高速电机在空调或冰箱的离心式压缩机等各种场合得到应用。
(2) 随着汽车工业混合动力汽车的发展，体积小，重量轻的高速发电机
将会得到充分的重视，并在混合动力汽车，航空，船舶等领域具有良好的应 用前景。
(3)由燃气轮机驱动的高速发电机体积小，具有较高的机动性，可用于一
片结构的高速感应电机进行了相关研究。海军工程大学对 2.5 MW的高速感
应电机开展了相关研究等等。
二、高速电机国内外发展现状
表1 国内外高速感应电机的研究 功率 (kW) 15000 0.2 10 1500 100 280 转速 (r/min) 20000 300000 180000 8800 25000 12000 转子 类型 实心 实心 普通叠片 线速度 (m/s) 219 132 ABB Westwind 日本 重庆德马电机 重庆德马电机 沈阳工业大学 来源
碳纤维，冷却系统采用风冷水冷结合的方式，用于与燃气轮机匹配的高速电 机。
瑞士的苏黎世联邦理工学院设计了最高转速的高速永磁电机。参数为
500000 r/min，功率为1 kW，线速度为261 m/s，采用合金保护套。
二、高速电机国内外发展现状
国内对高速永磁电机的研究主要集中在浙江大学、沈阳工业大学、哈尔 滨理工大学、哈尔滨工业大学、西安交通大学、南京航空航天电机、东 南
一、高速电机简介 二、高速电机国内外发展现状
目录
三、高速电机保护套设计和转子强度分析 四、高速电机电磁设计和损耗计算 五、高速电机冷却系统设计和温升计算 六、总结
一、高速电机简介
高速电机通常指转速超过 10000 r /min的电机。高速电机体积小、可与 高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置、减小系统噪音和提高系统传
转子表面线速度为180m /s，采用碳纤维保护措施。
二、高速电机国内外发展现状
此外，浙江大学对2.3 kW、150000 r /min的高速永磁无刷直流电机的保 护措施、涡流损耗开展了深入研究；东南大学对功率600 W，转速
20000r/min的高速永磁电机进行了研究；广东工业大学对0.6 kW，200 000
二、高速电机国内外发展现状
2速范围大等优点，在高速应用领
域备受青睐。相对于外转子永磁电机，内转子永磁电机具有转子半径小及可 靠性强的优点，成为高速电机首选。
二、高速电机国内外发展现状
目前，国内外高速永磁电机中，功率最大的高速永磁电机，是美国研究
的，功率为 8 MW，转速15000 r/min，为面贴式永磁转子，保护套采用的是