高速電機(jī)具有體積小、功率密度大、可以直接連接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，省去傳統(tǒng)機(jī)械增速裝置，減小系統(tǒng)噪聲和提供傳動(dòng)效率的特點(diǎn)，在新能源汽車、儲(chǔ)能飛輪、高速離心壓縮機(jī)等未來(lái)新型裝備具有廣闊應(yīng)用前景，目前高速電機(jī)已成為國(guó)際電工領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。

向高精度、高功率密度、高轉(zhuǎn)速和一體化等方向發(fā)展，由此帶來(lái)了電機(jī)內(nèi)部發(fā)熱量急劇增加、有效散熱空間嚴(yán)重不足等問(wèn)題，因此散熱問(wèn)題成為電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步向高功率密度方向發(fā)展的瓶頸。電機(jī)內(nèi)部溫升過(guò)高不僅會(huì)縮短電機(jī)內(nèi)部絕緣材料的壽命，而且會(huì)降低電機(jī)的運(yùn)行效率，使得發(fā)熱量增加，造成電機(jī)溫度進(jìn)一步上升，形成惡性循環(huán)，嚴(yán)重影響電機(jī)壽命和電機(jī)運(yùn)行的安全性，因此，采用高效的散熱系統(tǒng)抑制電機(jī)溫升是電機(jī)向高效率、高穩(wěn)定性和高可靠性方向發(fā)展的關(guān)鍵，高速電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)試數(shù)據(jù)給高速電機(jī)性能優(yōu)化和冷卻設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。

高速電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度是影響電機(jī)安全性能的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)子溫度測(cè)試一直是測(cè)試行業(yè)的難點(diǎn)，以10000rpm以上的高速電機(jī)為例，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子承受巨大的離心力，電機(jī)轉(zhuǎn)子與氣隙高速摩擦，轉(zhuǎn)子表面的造成的摩擦損耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)電機(jī)，給轉(zhuǎn)子的散熱帶來(lái)很大的困難；且高速電機(jī)的轉(zhuǎn)子多為細(xì)長(zhǎng)軸，在內(nèi)部不同的溫度環(huán)境下，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)接近臨界轉(zhuǎn)速的可能性大大增加，為了避免轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲共振，必須通過(guò)測(cè)試獲得高速電機(jī)工作狀態(tài)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速和坎貝爾曲線。國(guó)際上對(duì)高速轉(zhuǎn)子測(cè)溫技術(shù)開(kāi)展了大量的研究，目前主要集中在無(wú)線遙測(cè)和高速滑環(huán)兩種技術(shù)路線，無(wú)線遙測(cè)成熟技術(shù)代表企業(yè)：德泰科技（德國(guó)）、MANNER（德國(guó)），高速滑環(huán)成熟技術(shù)代表企業(yè)：RUGA（瑞士）、九江漢唐光電傳輸技術(shù)有限公司（中國(guó)）、密歇根科技（美國(guó)）。

無(wú)線遙測(cè)工作原理

遙測(cè)發(fā)射機(jī)采集熱電偶傳感器輸入的毫伏級(jí)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng) FM/FM 調(diào)制，以射頻信號(hào)方式傳輸至軸向安裝的遙測(cè)接收端子。遙測(cè)接收端子將射頻信號(hào)輸出到遙測(cè)接收機(jī)，經(jīng)解調(diào)，放大后以模擬電壓形式向外部數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)輸出測(cè)試信號(hào)。

轉(zhuǎn)子測(cè)溫遙測(cè)系統(tǒng)高速滑環(huán)工作原理高速滑環(huán)是集成集電環(huán)組件（轉(zhuǎn)子）、電刷組件（定子）、組合支架、連接器、高速軸承、滑環(huán)熱交換裝置的精密機(jī)電產(chǎn)品，將轉(zhuǎn)子傳感器電信號(hào)與滑環(huán)集電環(huán)組件連接，利用電刷微壓力與集電環(huán)組件可靠接觸，集電環(huán)組件將轉(zhuǎn)動(dòng)中信號(hào)傳遞到靜態(tài)電刷組件，完成傳感器信號(hào)從轉(zhuǎn)動(dòng)到靜止轉(zhuǎn)換傳輸，數(shù)采系統(tǒng)采集到信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)，九江漢唐光電在轉(zhuǎn)子溫度和動(dòng)應(yīng)力測(cè)試處于領(lǐng)先地位，廣泛應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高速軸承和高速電機(jī)工作溫度測(cè)試。

高速電機(jī)轉(zhuǎn)子溫度測(cè)試方法系統(tǒng)圖無(wú)線遙測(cè)與高速滑環(huán)技術(shù)性能對(duì)比首先，技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面，由于無(wú)線遙測(cè)技術(shù)基于發(fā)射模塊和接收模塊產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在以空氣為介質(zhì)發(fā)射和接收過(guò)程中受到電磁干擾的情況無(wú)法排除，對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析難度加大，甚至導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。當(dāng)前無(wú)線遙測(cè)技術(shù)在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過(guò)10000rpm后各種電子元器件失效出現(xiàn)傳輸信號(hào)中斷或者無(wú)法接收到信號(hào)不明情況。相比而言，高速滑環(huán)引電器以貴金屬導(dǎo)電環(huán)和電刷物理接觸傳輸信號(hào)的方式，通過(guò)冷卻系統(tǒng)將導(dǎo)電環(huán)和電刷摩擦產(chǎn)生的熱循環(huán)帶走，保證滑環(huán)引電器接觸區(qū)域的溫度平衡，數(shù)據(jù)直接、真實(shí)，一直是關(guān)鍵測(cè)試或產(chǎn)品鑒定的首選。

電機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)溫滑環(huán)系統(tǒng)

其次，自主可控和成本控制方面，由于特種器件進(jìn)口限制，遙測(cè)目前核心發(fā)送和接收模塊全部依賴進(jìn)口，無(wú)法完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，成本方面每個(gè)通道約7-8萬(wàn)人民幣。滑環(huán)引電器國(guó)內(nèi)廠商九江漢唐光電傳輸技術(shù)有限公司已經(jīng)掌握原材料、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝、測(cè)試和試驗(yàn)全部關(guān)鍵技術(shù)，最高轉(zhuǎn)速90000rpm，通道數(shù)量已經(jīng)實(shí)現(xiàn)100通道數(shù)據(jù)同時(shí)采集，成本每個(gè)通道約2-3萬(wàn)人民幣，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。

高速電機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)溫滑環(huán)系統(tǒng)軟件界面

九江漢唐光電傳輸技術(shù)有限公司團(tuán)隊(duì)依靠自主核心電接觸技術(shù)，高速機(jī)械實(shí)驗(yàn)室、摩擦磨損實(shí)驗(yàn)室和化學(xué)增材實(shí)驗(yàn)室，自主研發(fā)的90000rpm高速滑環(huán)引電技術(shù)屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，突破基礎(chǔ)技術(shù)瓶頸，覆蓋高速電機(jī)轉(zhuǎn)子測(cè)試需求，在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械、高速電機(jī)、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)廣泛應(yīng)用。

審核編輯：郭婷