01
高速电机基础
什么是高速电机？分类（永磁同步、感应、磁阻），核心应用场景（储能飞轮、主轴、涡轮增压）
永磁同步感应电机磁阻
02
飞轮储能原理
飞轮储能的物理基础（转动惯量、动能公式），充放电循环的机电能量转换过程
转动惯量动能公式能量转换
03
电机选型核心参数
额定功率、额定转速、峰值转矩、效率MAP图、热极限
额定功率峰值转矩效率MAP
04
转子动力学基础
临界转速、模态分析、不平衡响应、陀螺效应
临界转速模态陀螺效应
05
飞轮转子材料选择
高强度钢、碳纤维复合材料、钛合金对比，材料许用应力与疲劳寿命
碳纤维钛合金疲劳寿命
06
电机与飞轮的机械接口设计
联轴器选型（刚性、弹性、膜片式），花键与锥度配合
联轴器膜片式花键
07
轴承系统设计
高速轴承类型（磁悬浮、陶瓷球、动压气体），轴承寿命计算
磁悬浮陶瓷球动压气体
08
冷却与热管理
电机热源分析（铜耗、铁耗、风摩耗），风冷与水冷方案设计
铜耗铁耗水冷
09
电磁设计基础
极槽配合、绕组形式（集中/分布）、气隙长度对性能的影响
极槽配合集中绕组气隙
10
飞轮转子结构设计
轮盘形状（实心、辐条、轮缘），应力分布与安全系数
实心轮辐条轮缘
11
电机控制器匹配
驱动器类型（V/F、FOC、DTC），母线电压与电流容量
FOCDTC母线电压
12
系统效率优化
电机与飞轮的联合效率曲线，最佳工作点匹配
效率曲线工作点匹配
13
安全与防护设计
超速保护、真空腔体设计、防爆壳、紧急制动策略
超速保护真空腔体紧急制动
14
动平衡技术
刚性转子与柔性转子动平衡标准（ISO 1940），现场平衡方法
ISO 1940刚性转子现场平衡
15
真空与密封
真空度要求、动密封（磁流体密封、迷宫密封）、抽真空系统
磁流体密封迷宫密封真空度
16
电机与飞轮的联合仿真
多物理场耦合（电磁-结构-热），使用ANSYS/COMSOL的流程
ANSYSCOMSOL多物理场
17
样机测试方案
空载测试、负载测试、温升测试、振动测试、效率测试
温升测试振动测试效率测试
18
故障诊断与维护
常见故障模式（退磁、断条、轴承卡死），振动信号分析
退磁断条振动信号
19
成本与供应链分析
电机与飞轮的成本构成，关键零部件供应商选择
成本构成供应链供应商
20
行业标准与认证
IEC 60034、GB/T 电机标准，CE/UL认证要求
IEC 60034GB/TCE/UL
21
案例1：小型飞轮储能系统
5kWh/250kW，电机选型与转子匹配全过程
5kWh250kW储能
22
案例2：高速主轴电机
120krpm/30kW，飞轮效应与切削负载匹配
120krpm30kW主轴
23
案例3：车用飞轮电池
1kWh/60kW，体积与功率密度权衡
1kWh60kW车用
24
案例4：航空起动发电机
80krpm/100kW，轻量化与可靠性设计
80krpm100kW航空
25
案例5：脉冲功率飞轮
10MJ/5MW，短时高功率放电的电机选型
10MJ5MW脉冲功率
26
电机与飞轮的参数匹配计算
转动惯量匹配、时间常数匹配、功率流匹配
转动惯量时间常数功率流
27
高速电机控制策略
弱磁控制、电流环带宽设计、位置观测器
弱磁控制电流环位置观测
28
飞轮转子应力分析
解析法（拉梅公式）与有限元法对比，安全裕度校核
拉梅公式有限元安全裕度
29
系统集成与调试
电气连接、通讯协议（CAN/EtherCAT）、上位机监控
CANEtherCAT上位机
30
未来趋势
超导磁悬浮飞轮、高速电机新材料（非晶合金）、AI辅助设计
超导磁悬浮非晶合金AI设计