随着对体积更小、功率更高的驱动需求不断增加，电机的转速经历了从早期的两三千转到如今的几万甚至几十万转的攀升。这一趋势的背后是对更高功率密度和原材料利用率的追求。本文将以更高的视角来探讨高速电机的应用场景及其面临的关键技术挑战。

1、高速电机的六大关键技术问题

1）散热的问题

（1）随着转速的提高，电机损耗呈几何级数增长，导致高损耗产生的热量急剧上升。为了维持高速运行，必须设计出良好的散热方式。一些常见的高速电机冷却方式包括内强迫风冷和内油冷。内强迫风冷利用强劲的风能直接吹散电机内部的热量，适用于空压机、鼓风机等有强风可利用的场合。而在必须封闭防护或无强风的环境中，内油冷是常见的选择。

（2）对于国外车企，日美系车企倾向于油冷，而欧系车企倾向于水冷。在国内，目前发展的主流是利用扁线和油冷技术的结合，将电机、减速器、控制器等零部件集成，共享壳体线束等零件，实现轻量化、降低成本的效果，即多合一电驱动系统。

2）电机选型问题:在高速电机的选型问题上，选择永磁电机还是感应电机、或者是其他类型的电机一直没有标准答案。一般来说，从功率密度和效率的角度出发，选择永磁电机具有一定的优势，而从可靠性的角度选择感应电机和开关磁阻电机更为合适。然而，由于开关磁阻电机振动噪音较大，应用较为有限;电机选型的挑战在于综合考虑功率密度、效率和可靠性，以满足不同应用的需求。

3)转子结构的问题:高速电机的转子结构必须克服离心应力，常见的处理方法包括金属护套、转子本身结构（如Ipm的鱼骨架、IM的转子结构）等。在超高速应用中，采用碳纤维缠绕或将转子设计成实心一体结构。大多数永磁高速电机采用转子护套的结构，设计需要平衡保护永磁体和防止护套失效的要求;转子结构设计的关键在于平衡离心应力和保护关键部件，确保电机在高速运行时的可靠性。

4)震动噪音的问题:振动噪音是高速电机面临的一个重要问题。除了转子动力学产生的振动，高速电机还面临高频电磁力产生的啸叫问题。为避免临界转速振动，高速电机的转子设计需要进行严格的模态分析和测试。在设计中需要平衡转子的长径比，以确保在提高临界转速上限的同时防止共振;在振动噪音的治理上，转子设计的优化和模态分析是确保高速电机平稳运行的关键。