在美國(guó)高速電機(jī)一些尖端的高速電機(jī)我們常常會(huì)用一種材料，這個(gè)材料是鐵箍的合金，歐洲也仿制出來(lái)了。如果要是在美國(guó)做這些電機(jī)的話，這些電機(jī)就可以做小20%，但是我們沒(méi)有這個(gè)材料電機(jī)就大20%，這是一個(gè)差距。

武新章：機(jī)器人是制造領(lǐng)域的皇冠，在機(jī)器人領(lǐng)域里面核心技術(shù)是關(guān)鍵，什么技術(shù)是核心技術(shù)？控制技術(shù)肯定是核心技術(shù)，我們知道機(jī)器人入門(mén)的門(mén)檻其實(shí)并不高。即使浙江的一個(gè)小企業(yè)賣(mài)幾臺(tái)電機(jī)裝配起來(lái)，找?guī)讉€(gè)老師弄套軟件都可以做一個(gè)機(jī)器人。但是如果我們不能掌握核心技術(shù)，在競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中我們就沒(méi)有辦法取勝，

核心技術(shù)一個(gè)就是控制技術(shù)，比如說(shuō)我們現(xiàn)在要用機(jī)器人做一只手，這個(gè)時(shí)候就是很尖端前沿科研，因?yàn)槭钟羞@么多關(guān)節(jié)，這么多自由度。這個(gè)時(shí)候傳統(tǒng)的四軸機(jī)器人才四五個(gè)自由度，這個(gè)時(shí)候要控制非常精密就很不容易。所以尖端控制技術(shù)，你有這么多自由度，計(jì)算量就很大，所以云計(jì)算所有一切都非常關(guān)鍵。

第二，核心的零部件技術(shù)，核心零部件技術(shù)就是電機(jī)技術(shù)，也包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)。我的主要專(zhuān)長(zhǎng)是電機(jī)，過(guò)去兩年我也在做機(jī)器人研究。電機(jī)里面我們說(shuō)機(jī)器人是制造業(yè)皇冠，電機(jī)技術(shù)里面皇冠是什么呢？高速電機(jī)技術(shù)，高速電機(jī)技術(shù)是電機(jī)技術(shù)里面最核心的。

電機(jī)的體積跟這個(gè)相關(guān)的，這是一個(gè)常數(shù)，這項(xiàng)是速度，這個(gè)跟散熱有關(guān)，散熱技術(shù)越好，這項(xiàng)就越大，這一項(xiàng)是磁場(chǎng)的密度。就是說(shuō)如果電機(jī)功率越大，這個(gè)電機(jī)就越大。如果散熱越好，電機(jī)就會(huì)越小，如果我們要用好的材料飽和值比較高的話，電機(jī)就會(huì)做得比較小。

在美國(guó)高速電機(jī)一些尖端的高速電機(jī)我們常常會(huì)用一種材料，這個(gè)材料是鐵箍的合金，歐洲也仿制出來(lái)了。如果要是在美國(guó)做這些電機(jī)的話，這些電機(jī)就可以做小20%，但是我們沒(méi)有這個(gè)材料電機(jī)就大20%，這是一個(gè)差距。

這個(gè)公式，這一項(xiàng)是電機(jī)速度，電機(jī)速度越高，這個(gè)電機(jī)就越小。我們?cè)诳礊槭裁匆酶咚匐姍C(jī)，電機(jī)速度越高電機(jī)就越小。高速電機(jī)主要是兩方面應(yīng)用：第一是如果機(jī)械負(fù)載是高速負(fù)載，現(xiàn)在沒(méi)有一只高速電機(jī)我怎么去驅(qū)動(dòng)負(fù)載，我這么做，我用一只低速的電機(jī)然后用齒輪箱，這個(gè)齒輪箱是增速的，把速度增上去，然后進(jìn)行機(jī)械負(fù)載。但是這個(gè)結(jié)構(gòu)非常大，因?yàn)檫@個(gè)電機(jī)是低速的電機(jī)，所以我可以把整個(gè)這一塊全部代替掉，用高速的電機(jī)。所以如果你一有只高速的電機(jī)共軸就沒(méi)有問(wèn)題了。

另外你的負(fù)載如果是低速的負(fù)載，你原來(lái)有一個(gè)電機(jī)，你的電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)了低速的負(fù)載，但是你要用非常大的電機(jī)驅(qū)動(dòng)這個(gè)負(fù)載。你要讓它的尺寸降下來(lái)，怎么辦？你現(xiàn)在用高速電機(jī)或者相對(duì)高速電機(jī)然后配一個(gè)減速器驅(qū)動(dòng)這個(gè)負(fù)載。機(jī)器人里面就是在這樣用。

高速電機(jī)有一個(gè)很重要的觀念，就是轉(zhuǎn)幅外面的速度，這個(gè)速度必須比聲速度要小，我們?cè)谠O(shè)計(jì)高速電機(jī)的時(shí)候，要讓它小于250米每秒。

這是我的課題組做的工作，我們現(xiàn)在接到了美國(guó)宇航局項(xiàng)目，要設(shè)計(jì)一個(gè)高速的冰箱，這個(gè)冰箱是給氫氣制冷的。這個(gè)電機(jī)需要2千瓦20萬(wàn)轉(zhuǎn)完成這個(gè)任務(wù)。這部分電機(jī)，整個(gè)是完全共軸在一起的，這個(gè)時(shí)候時(shí)間一個(gè)高速電機(jī)完成這個(gè)任務(wù)。這是高速電機(jī)設(shè)計(jì)，是2千瓦，20萬(wàn)轉(zhuǎn)。

我們還設(shè)計(jì)過(guò)一只2千瓦，10萬(wàn)電機(jī)。為什么要這么高的電機(jī)，它真的有用嗎？有用的。我們現(xiàn)在在做掃地機(jī)器人，掃地機(jī)器人有兩個(gè)難點(diǎn)，第一個(gè)掃不干凈，第二它控制不好，因?yàn)樵诩依锩孀?，?jīng)常有些走不到，或者碰到障礙物不知道該怎么處理，雖然很多掃地機(jī)器人很多廠家在賣(mài)，但是核心技術(shù)并沒(méi)有解決。

如果用高速電機(jī)就可以解決這個(gè)問(wèn)題，我看了一個(gè)錄像，如果你要一只1.5千瓦10萬(wàn)轉(zhuǎn)電機(jī)。然后跟其他廠家比較，它的掃地機(jī)器人在桌子上殺人了一些沙子，它的機(jī)器人就可以掃得很干凈。如果沒(méi)有高速電機(jī)的話，你的掃地機(jī)器人就做不好。

另外我也給美國(guó)軍方做過(guò)2.5兆瓦，15000轉(zhuǎn)，15000轉(zhuǎn)對(duì)2.5兆瓦就是很高的速度了。

設(shè)計(jì)高速電機(jī)有許多挑戰(zhàn)，首先選擇電機(jī)類(lèi)型，常用類(lèi)型有感應(yīng)的，永磁組的。永磁電機(jī)價(jià)錢(qián)要貴，但是效率高貴，體積要比感性電機(jī)要小。因?yàn)槟愕霓D(zhuǎn)子上面有磁鐵，所以一旦斷電要很小心，你要設(shè)計(jì)非常好設(shè)計(jì)器，不然會(huì)有大的回流過(guò)去，可能你的電池就會(huì)出問(wèn)題，所以永磁電機(jī)這一點(diǎn)要考慮。美國(guó)軍方不允許發(fā)電機(jī)用永磁的就是這個(gè)原因。

這個(gè)是飛輪存儲(chǔ)系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是抽了真空，是可以超過(guò)300米每秒的。然后也可以用感應(yīng)電機(jī)，感應(yīng)電機(jī)需要想辦法讓containment要低。也可以用磁阻電機(jī)，磁阻電機(jī)很結(jié)實(shí)，這種轉(zhuǎn)子在外面，這個(gè)是192千瓦，13000轉(zhuǎn)的一只電機(jī)。也可以用同步電機(jī)，這個(gè)時(shí)候發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)還是經(jīng)常用，但是用3G，3G雖然多一點(diǎn)，但是還是比較不錯(cuò)的。

高速電機(jī)在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不單單電池設(shè)計(jì)的問(wèn)題，這個(gè)是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，它是很復(fù)雜的過(guò)程。首先有一個(gè)設(shè)計(jì)，然后做散熱分析，做復(fù)雜的電池分析，要用流體力學(xué)把散熱做出來(lái)，整個(gè)綜合設(shè)計(jì)來(lái)完成。

導(dǎo)線不是用一個(gè)粗的一根線。這個(gè)是用了Solidwires以后到底有多大差異，你不用這個(gè)的話，它的電流就會(huì)很大。

下面是軸承，軸承也是非常重要的事情?？梢杂脻L珠的軸承，但是滾珠的軸承有很多好的優(yōu)點(diǎn)，但是它的速度會(huì)比較低一點(diǎn)，另外它的使用因?yàn)橛心p的問(wèn)題，還有溫度會(huì)受到限制。

還有空氣軸承?？諝廨S承有很大發(fā)展，但是空氣軸承同樣速度很高，但是空氣軸承也有它的問(wèn)題，因?yàn)樗€是有接觸，有共軸的問(wèn)題。

在電機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候，高速的時(shí)候要考慮軸的半徑，低速不需要做考慮。高速的時(shí)候也需要認(rèn)真算。高速電機(jī)怎么樣做試驗(yàn)驗(yàn)證你的設(shè)計(jì)？這個(gè)時(shí)候不像低速，低速可以把兩只電機(jī)掛在一起，可以容易加負(fù)載，而且你有機(jī)械負(fù)載，但是高速電機(jī)就要做一個(gè)對(duì)子，對(duì)子以后共軸，共軸以后才能做，不光是我們這種要，其他高速電機(jī)功率很大的時(shí)候也是這樣開(kāi)發(fā)的。

這個(gè)大家很熟悉，是一個(gè)應(yīng)用，是一個(gè)六軸的機(jī)器人。在機(jī)器人領(lǐng)域電機(jī)很重要，然后是控制器和減速器。我們課題組在研發(fā)打高爾夫的機(jī)器人，它一共有6個(gè)自由度，我們現(xiàn)在正在研發(fā)這個(gè)打高爾夫球的設(shè)備。

這個(gè)是電主軸的應(yīng)用，我們跟西方的一家公司在合作，正在做一些應(yīng)用，如果大家有興趣可以跟他們進(jìn)行探討。

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