超高速電機(jī)的氣隙較大的原因主要包括機(jī)械強(qiáng)度、減小定轉(zhuǎn)子之間的耦合電容、?振動(dòng)噪聲方面、抑制共模軸電流和電磁兼容等方面的考慮。?

1、機(jī)械強(qiáng)度原因。超高速電機(jī)由于轉(zhuǎn)速非常高，使得轉(zhuǎn)子上的零部件（如磁鋼等）在運(yùn)行時(shí)具有非常大的離心力，為了保證轉(zhuǎn)子的整體強(qiáng)度，必須對(duì)轉(zhuǎn)子上的零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的加固，常見的方法有：在轉(zhuǎn)子外圓上熱套一個(gè)高強(qiáng)度的不銹鋼套；或者在轉(zhuǎn)子外圓上用玻璃纖維或碳纖維打轂，這些措施都需要占用氣隙尺寸，使得氣隙必須增大。另外超高速電機(jī)由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高，運(yùn)行時(shí)受離心力作用，轉(zhuǎn)子變形也較大，為了機(jī)械結(jié)構(gòu)的安全也需要放大氣隙。

2、電磁方面的原因。超高速電機(jī)基頻本身就很高，由于開齒槽的原因使得氣隙磁密中的諧波頻率會(huì)更高，這些諧波會(huì)在轉(zhuǎn)子表面和磁鋼內(nèi)部形成渦流，產(chǎn)生很大的雜散損耗，增大氣隙有利于減小這些渦流造成的雜散損耗。另外超高速電機(jī)通常設(shè)計(jì)得反電勢(shì)較低，增大氣隙可有效減小電樞反應(yīng)的影響，減小弱磁壓力。

3、剛度和轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)方面的原因。超高速電機(jī)通常做得細(xì)而長，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速通常高于一階臨界轉(zhuǎn)速，甚至高于二階臨界轉(zhuǎn)速，也就是說超高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子屬于柔性轉(zhuǎn)子，運(yùn)行時(shí)的變形較大，需要更大的氣隙才能保證不掃膛。

4、工藝方面的原因。超高速電機(jī)由于轉(zhuǎn)速極高，要求的加工精度極高，否則容易產(chǎn)生干涉和振動(dòng)噪聲問題，增大氣隙可減輕加工精度過高的壓力。

5、振動(dòng)噪聲方面的原因。超高速電機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的激振力頻率較高，特別是齒諧波產(chǎn)生的激振力較大、頻率較高，很容易產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)噪聲，增大氣隙可以有效地減小氣隙磁密中的齒諧波及其產(chǎn)生的激振力，有利于減小振動(dòng)噪聲。

6、散熱方面的原因。超高速電機(jī)通常功率密度極高，而電機(jī)的效率通常不會(huì)有很大的變化，甚至超高速電機(jī)在雜散損耗、鐵耗、機(jī)械風(fēng)摩損耗方面反而更加惡化，由于頻率很高，電流的集膚效應(yīng)更加顯著，因此銅耗也有惡化的趨勢(shì)，這就意味著超高速電機(jī)的損耗不會(huì)比低速電機(jī)或普通電機(jī)低，但由于體積較小導(dǎo)致散熱面積減小，使得超高速電機(jī)的散熱矛盾更加突出，增大氣隙有利于減小雜散損耗、同時(shí)增大氣隙風(fēng)路截面積，增大氣隙風(fēng)路的風(fēng)流量，有利于散熱。

7、軸電流方面的原因。增大氣隙可以減小定轉(zhuǎn)子之間的耦合電容，有利于抑制共模軸電流。

8、電磁兼容方面的原因。超高速電機(jī)基頻很高，氣隙磁密中的高次諧波頻率更高，更容易產(chǎn)生高頻輻射，使得電磁兼容問題比較突出，增大氣隙可有些抑制高次諧波，減小高頻電磁輻射。

審核編輯 黃宇