研究人员制造出世界上最快的电动机 每分钟十万转

新南威尔士大学团队设计和建造的新电机是对现有IPMSM（内置永磁同步电机）的改进，IPMSM主要用于电动汽车的牵引驱动。图片来源：Guoyo Chu/新南威尔士大学

另一种选择是减轻电动机的重量，高速旋转的电机可缩小尺寸，这不仅能减轻重量，还可降低能耗，可增加相同电池组的电动汽车续航里程。

电动汽车牵引驱动中使用传统内置式永磁同步电机（IPMSM），其将磁铁嵌入转子中以产生强大的扭矩。现有的IPMSM由于转子中的薄铁桥而遭受低机械强度的影响，这限制了它们的最大速度。研究人员使用了一种新的转子拓扑结构，不仅提高了电机的稳健性，而且还将生产电机所需的稀土材料减少了70%。

新南威尔士大学研究人员使用人工智能辅助优化程序，评估了电、磁、机械和热等各方面性能以优化电动机设计。

团队对90种设计方案进行了评估，然后选择其中前50%来生成新设计，并重复迭代过程，直到达到所需的最佳效果。最后一个电机设计是该程序分析的第120代，最终实现了每分钟100000转的绝对最大速度和每公斤7千瓦的峰值功率密度，是现有层压IPMSM高速记录的两倍，成为有史以来最快的IPMSM。

除电动汽车外，该电机还可用于使用高速压缩机以及高精度数控机床的大型供暖、通风和空调系统，或作为集成驱动发电机部署在飞机发动机内部，为电气系统提供动力。

新电机与现有技术相比还具有显著的成本优势，大多数高速电机使用套筒来加强转子，该套筒通常由钛或碳纤维等高成本材料制成。而新转子具有非常好的机械坚固性，因此不需要套筒，且只使用约30%的稀土材料，成本大幅降低，从而使高性能电机更加环保和实惠。