超高速电机技术（UNSW团队打造新型IPMSM高速电机）

韩国最长的铁路桥的形状，让澳大利亚新南威尔士大学（UNSW）的工程师受到了启发，最终设计出了一种新颖的高速电机。CleanTechnica 报道称，这款内置永磁同步电机（IPMSM）原型已达成 10 万 RPM 的转速，创下了新的世界纪录。此外对于电动汽车行业来说，这类新电机有望成为其牵引驱动的新选择。

据悉，这项新技术由新南威尔士大学电气工程与电信学院的副教授 Rukmi Dutta 和 Guoyu Chu 博士牵头研发。

该团队称，IPMSM 电机在其转子中嵌入了磁铁，通过产生强大的扭矩而扩大速度范围。

然而现有 IPMSM 的机械强度较低，因其转子中的铁桥很薄，这限制了它们所能达成的最大速度。

好消息是，该校研究团队已经申请了一种新颖的转子拓补专利。除了显著提升稳健性，还减少了每单位功率输出所需的稀土材料数量。

新设计基于韩国双系拱结构 Gyopo 铁路桥的工程特性，以及基于符合曲线的机械应力分布技术。

最终该 IPMSM 电机实现了让人印象深刻的近每公斤 7 kW 功率密度，可极大地增强电动汽车的性能。

Guoyu Chu 博士补充道，几乎每家电动汽车治安傲视都在尝试开发高速电机，毕竟物理定律的性质允许其缩小机器的尺寸。

得益于更小的机器、更轻的重量、以及更低的能耗，车辆的续航里程也可进一步提升。

若是以特斯拉为代表的制造商想要运用这套电机，规格修改也只需耗费大约 6~12 个月。

最后，Guoyu Chu 博士热情地回答了如下问题。

首先是（1）与当前的 EV 电机相比，IPMSM 可为每次充电增加多少续航里程？

我们相信，通过 EV 应用扩展和优化电机设计，预计 IPMSM 可较市售产品轻 10~20%、且效率提升 2~5% 。

同时逆变器也可受益于高速而变得更轻更小，重量减轻与能效的提升有望将续航延长 5~10% 。

其次是（2）除钕元素外，IPMSM 还减少了对哪些稀土矿物的需求？

新型高速电机技术有助于减少特定功率所需的永磁体的总体积，因而有助于减少高能永磁体中整体稀土和关键矿物的使用。

若将钐钴（SmCo）磁铁用于电机，新技术可显著降低对这两种元素的使用率 —— 其中钐是一种稀土矿物，而钴也是一种需求量相当大的关键矿物。

然后是（3）与现有 EV 电机相比，IPMSM 的预期寿命有何优势？

得益于转子结构的显著增强，IPMSM 高速电机的机械安全系数可达市售 EV 电机的 1.5 - 2 倍。

有鉴于此，我们预计 IPMSM 高速电机的使用寿命会更长。

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