张涛， 朱熀秋， 孙晓东， 杨泽斌

(1．江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 212013;2．淮阴工学院，电子与电气工程学院，江苏淮安 223003)

0 引言

高速电机功率密度高，相同体积下可以大幅度提高电机输出功率。采用高速电机直接驱动负载，无需传动机构，可以节约材料，减小系统体积，大幅度降低运行噪声和实现零传动损耗运行，效率高，在航空航天、新能源和精密制造等特殊领域具有广阔的应用前景，并逐渐成为电工领域的研究热点［1－7］。

高速电机转子通常采用气浮、液浮轴承支承，由于存在摩擦和需要专门设备，使得由上述轴承支承的电机体积庞大，还存在漏气、漏液等技术难题，同时高速旋转时轴承发热严重，限制了电机转速的进一步提升。

采用磁悬浮轴承支承结构的高速电机能够实现转子在五自由度上无摩擦、无润滑和免维护运行，但是由于采用多个磁轴承单元，所以该结构的高速电机体积庞大，轴向长度较长，转子临界转速低，系统复杂度和成本较高，难以体现高速电机的优良特性，因此工业应用价值较低。

无轴承电机是将产生径向力的悬浮绕组和电机传统转矩绕组一起叠压到电机定子槽中，转子由极对数不同的转矩绕组磁场和附加悬浮绕组磁场相互作用产生的电磁力支承。由无轴承电机和三自由度磁轴承组成的高速电机系统与磁轴承支承的高速电机相比，结构更简单，体积更小，相同输出功率下的轴向长度较短;而在相同轴向长度时，无轴承电机系统能够实现更高转速和更大功率运行［8－12］。……