1. הכנסת מנוע מהיר

מנועים מהירים מתייחסים בדרך כלל למנועים בעלי מהירות של יותר מ-10,000 סל"ד לדקה.המנוע המהיר קטן בגודלו וניתן לחבר אותו ישירות לעומסים במהירות גבוהה, תוך ביטול הצורך בהתקנים מכניים מסורתיים להגברת מהירות, הפחתת רעשי המערכת ושיפור יעילות ההולכה של המערכת.נכון לעכשיו, העיקריים שהשיגו בהצלחה מהירות גבוהה הם מנועי אינדוקציה, מנועי מגנט קבוע ומנועי סרבנות ממוגנים.

המאפיינים העיקריים של מנועים מהירים הם מהירות רוטור גבוהה, תדירות גבוהה של זרם מתפתל סטטור ושטף מגנטי בליבת הברזל, צפיפות הספק גבוהה וצפיפות הפסד גבוהה.מאפיינים אלו קובעים כי למנועים מהירים יש טכנולוגיות מפתח ושיטות עיצוב שונות מאלו של מנועים בעלי מהירות קבועה, וקושי התכנון והייצור הוא לרוב כפול מזה של מנועים בעלי מהירות רגילה.

תחומי יישום של מנועים מהירים:

(1) מנועים מהירים משמשים ביישומים שונים כגון מדחסים צנטריפוגליים במזגנים או מקררים.

(2) עם התפתחותם של כלי רכב היברידיים בתעשיית הרכב, גנרטורים מהירים בגודל קטן ומשקל קל יזכו להערכה מלאה, ובעלי סיכויי יישום טובים בכלי רכב היברידיים, תעופה, ספינות ותחומים אחרים.

(3) הגנרטור המהיר המונע על ידי טורבינת הגז קטן בגודלו ובעל ניידות גבוהה.זה יכול לשמש כמקור כוח גיבוי לכמה מתקנים חשובים, ויכול לשמש גם כמקור כוח עצמאי או תחנת כוח קטנה כדי לפצות על היעדר אספקת חשמל מרכזית ויש לו ערך מעשי חשוב.

מנוע מגנט קבוע במהירות גבוהה

מנועי מגנט קבועים מועדפים ביישומים במהירות גבוהה בשל היעילות הגבוהה, מקדם ההספק הגבוה וטווח המהירות הרחב שלהם.בהשוואה למנוע המגנט הקבוע של הרוטור החיצוני, למנוע המגנט הקבוע של הרוטור הפנימי יש את היתרונות של רדיוס רוטור קטן ואמינות חזקה, והוא הפך לבחירה הראשונה עבור מנועים מהירים.

כיום, בין מנועי המגנט הקבוע המהיר בבית ובחו"ל, נחקר בארצות הברית מנוע המגנט הקבוע המהיר בעל ההספק הגבוה ביותר.ההספק הוא 8MW והמהירות היא 15000r/min.זהו רוטור מגנט קבוע צמוד על פני השטח.כיסוי המגן עשוי מסיבי פחמן, ומערכת הקירור מאמצת את השילוב של קירור אוויר ומים משמש למנועים מהירים המותאמים לטורבינות גז.

המכון השוויצרי הפדרלי לטכנולוגיה בציריך עיצב מנוע מגנט קבוע במהירות גבוהה עם המהירות הגבוהה ביותר.הפרמטרים הם 500000 r/min, ההספק הוא 1kW, מהירות הקו היא 261m/s, ומשתמש בשרוול המגן מסגסוגת.

המחקר המקומי על מנועי מגנט קבוע במהירות גבוהה מתרכז בעיקר באוניברסיטת ג'ה-ג'יאנג, אוניברסיטת שניאנג לטכנולוגיה, האוניברסיטה הטכנולוגית של חרבין, המכון הטכנולוגי של חרבין, אוניברסיטת שיאן ג'יאוטונג, אוניברסיטת נאנג'ינג אווירית וחלל, אוניברסיטת דרום מזרח, אוניברסיטת בייהאנג, אוניברסיטת ג'יאנגסו, אוניברסיטת בייג'ינג ג'יאוטונג, אוניברסיטת גואנגדונג לטכנולוגיה, CSR Zhuzhou Electric Co., Ltd., וכו'.

הם ביצעו עבודת מחקר רלוונטית על מאפייני התכנון, מאפייני האובדן, חישוב חוזק רוטור וקשיחות, תכנון מערכת קירור וחישוב עליית טמפרטורה של מנועים מהירים, וייצרו אבות טיפוס במהירות גבוהה עם רמות הספק ומהירויות שונות.

כיווני המחקר והפיתוח העיקריים של מנועים מהירים הם:

מחקר בנושאים מרכזיים של מנועים בעלי הספק גבוה ומנועים מהירים במיוחד;עיצוב צימוד המבוסס על רב-פיסיקה ורב-דיסציפלינות;מחקר תיאורטי ואימות ניסיוני של הפסדי סטטור ורוטור;חומרים מגנטים קבועים בעלי חוזק גבוה ועמידות בטמפרטורה גבוהה, מוליכות תרמית גבוהה פיתוח ויישום של חומרים חדשים כגון חומרי סיבים;מחקר על חומרים ומבנים למינציה רוטור בעלי חוזק גבוה;יישום של מיסבים במהירות גבוהה תחת רמות כוח ומהירות שונות;עיצוב מערכות פיזור חום טובות;פיתוח מערכות בקרה מוטורית במהירות גבוהה;עמידה בדרישות התיעוש לעיבוד רוטור והרכבה של טכנולוגיה חדשה.