在體積更小、功率更高追求驅動下，電機的轉速一路攀升，從早期的兩三千轉，一直攀升到幾萬甚至幾十萬轉，更高的轉速使得功率密度和原材料利用率提高。因此高轉速是強趨勢，以新能源驅動為例，豐田Prius推出的第一代產品最高轉速才6000 r/min，到第四代產品轉速達到17000 r/min。本期我們用更高的視角去看看轉速電機的應用場合及背后的關鍵技術。”

1. “內強迫風冷”如下圖所示，強冷風能夠直接吹入電機內部帶走繞組和鐵芯上的熱量，這種方式一般出現在空壓機、鼓風機、飛機電機這類本來就有強風可利用的場合。
   
   
2. “內油冷”在電機必須封閉防護，或者無強風的應用環境中，采用最多的是內油冷方式，比如AVL設計的高速電機采用的定子槽內油冷的方式的組合。有些電機也采用繞組噴油冷卻+定子油冷+轉子油冷等多種方式的組合。
   
   
   為了實現高功率密度、發熱和冷卻是高速電機必須要面對的重要問題。
   

永磁電機還是感應電機？還是開關磁阻等其它類型的電機，高速電機種類的選擇一直是一個沒有標準答案的問題。一般從功率密度和效率的角度出發，選擇永磁電機比較有優勢，而從可靠性出發選擇感應電機和開關磁阻電機。但因為振動噪音較大，開關磁阻的應用較少。

高速電機的轉子結構必須要克服的離心應力，一般在“高速”的范圍內采用金屬護套、轉子本身結構（如Ipm的魚骨架、IM的轉子結構）等，而在“超高速”的范圍內采用碳纖維纏繞，或者干脆將轉子做成實心一體結構，如儲能飛輪的電機。

振動噪音的問題是高速電機一大攔路虎。相比普通電機，即有轉子動力學產生的振動問題，比如轉子的臨界轉速問題，軸的偏擺振動問題。也有高頻電磁力產生的嘯叫問題，高速電機的電磁力頻率更高，分布范圍更廣，極易激起定子系統共振。

1. 優化磁路設計提高磁場正弦性、降低諧波鐵耗；
2. 降低磁負荷、增加熱負荷，降低基波鐵耗；
3. 從材料選型出發，選擇磁滯損耗較小的硅鋼片。

高速電機中頻率最高的磁場成分是由變頻器的PWM載波導入的，因為脈沖調制的工作原理不可避免的出現高頻電流諧波，這些電流又進一步產生出了高頻磁場，高頻磁場滲透入磁鋼、定轉子表面產生高頻損耗。有些高速電機采用多電平驅動結構來改善PWM邊頻帶諧波。