Development and test of high-speed bearingless PM synchronous machines

摘要

Two high-speed bearingless permanent magnet (PM) synchronous motor prototypes with different mechanical and electrical ratings are presented from the design and performance point of view. For high speed application magnetic bearings are necessary, which in the "bearingless" design are integrated into the active motor part. The first prototype BM-1 was designed for a rotational speed of 60,000 rpm and a mechanical power of 500 W, e.g. as a drive for turbo vacuum pumps. The second prototype BM-2 has an increased mechanical output power of 40 kW at a rated speed of 40,000 rpm, being a suitable drive for compressors and high-speed tooling machines.%Zwei lagerlose Hochdrehzahl-Permanentmagnet(PM)-Synchronmotorprototypen mit unterschiedlichen mechanischen und elektrischen Bemessungsdaten werden hinsichtlich Auslegung und Betriebsverhalten dargestellt. Bei „lagerlosen" Maschinen ist die für hohe Drehzahlen erforderliche magnetische Lagerung in den Aktivteil der elektrischen Maschine integriert. Der erste Prototyp BM-1 wurde für eine Drehzahl von 60.000min~1 und eine mechanische Leistung von 500 W ausgelegt, z. B. als Antrieb für Turbovakuumpumpen. Der zweite Prototyp BM-2 hat eine erhöhte mechanische Leistung von 40 kW bei einer Bemessungsdrehzahl von 40.000 min'1, was ihn für Kompressoren und Spindelantriebe geeignet macht.