在美國高速電機一些尖端的高速電機我們常常會用一種材料，這個材料是鐵箍的合金，歐洲也仿制出來了。如果要是在美國做這些電機的話，這些電機就可以做小20%，但是我們沒有這個材料電機就大20%，這是一個差距。

武新章：機器人是制造領域的皇冠，在機器人領域里面核心技術是關鍵，什么技術是核心技術？控制技術肯定是核心技術，我們知道機器人入門的門檻其實并不高。即使浙江的一個小企業賣幾臺電機裝配起來，找幾個老師弄套軟件都可以做一個機器人。但是如果我們不能掌握核心技術，在競爭當中我們就沒有辦法取勝，

核心技術一個就是控制技術，比如說我們現在要用機器人做一只手，這個時候就是很尖端前沿科研，因為手有這么多關節，這么多自由度。這個時候傳統的四軸機器人才四五個自由度，這個時候要控制非常精密就很不容易。所以尖端控制技術，你有這么多自由度，計算量就很大，所以云計算所有一切都非常關鍵。

第二，核心的零部件技術，核心零部件技術就是電機技術，也包括電機驅動。我的主要專長是電機，過去兩年我也在做機器人研究。電機里面我們說機器人是制造業皇冠，電機技術里面皇冠是什么呢？高速電機技術，高速電機技術是電機技術里面最核心的。

電機的體積跟這個相關的，這是一個常數，這項是速度，這個跟散熱有關，散熱技術越好，這項就越大，這一項是磁場的密度。就是說如果電機功率越大，這個電機就越大。如果散熱越好，電機就會越小，如果我們要用好的材料飽和值比較高的話，電機就會做得比較小。

在美國高速電機一些尖端的高速電機我們常常會用一種材料，這個材料是鐵箍的合金，歐洲也仿制出來了。如果要是在美國做這些電機的話，這些電機就可以做小20%，但是我們沒有這個材料電機就大20%，這是一個差距。

這個公式，這一項是電機速度，電機速度越高，這個電機就越小。我們在看為什么要用高速電機，電機速度越高電機就越小。高速電機主要是兩方面應用：第一是如果機械負載是高速負載，現在沒有一只高速電機我怎么去驅動負載，我這么做，我用一只低速的電機然后用齒輪箱，這個齒輪箱是增速的，把速度增上去，然后進行機械負載。但是這個結構非常大，因為這個電機是低速的電機，所以我可以把整個這一塊全部代替掉，用高速的電機。所以如果你一有只高速的電機共軸就沒有問題了。

另外你的負載如果是低速的負載，你原來有一個電機，你的電機直接驅動了低速的負載，但是你要用非常大的電機驅動這個負載。你要讓它的尺寸降下來，怎么辦？你現在用高速電機或者相對高速電機然后配一個減速器驅動這個負載。機器人里面就是在這樣用。

高速電機有一個很重要的觀念，就是轉幅外面的速度，這個速度必須比聲速度要小，我們在設計高速電機的時候，要讓它小于250米每秒。

這是我的課題組做的工作，我們現在接到了美國宇航局項目，要設計一個高速的冰箱，這個冰箱是給氫氣制冷的。這個電機需要2千瓦20萬轉完成這個任務。這部分電機，整個是完全共軸在一起的，這個時候時間一個高速電機完成這個任務。這是高速電機設計，是2千瓦，20萬轉。

我們還設計過一只2千瓦，10萬電機。為什么要這么高的電機，它真的有用嗎？有用的。我們現在在做掃地機器人，掃地機器人有兩個難點，第一個掃不干凈，第二它控制不好，因為在家里面走，經常有些走不到，或者碰到障礙物不知道該怎么處理，雖然很多掃地機器人很多廠家在賣，但是核心技術并沒有解決。

如果用高速電機就可以解決這個問題，我看了一個錄像，如果你要一只1.5千瓦10萬轉電機。然后跟其他廠家比較，它的掃地機器人在桌子上殺人了一些沙子，它的機器人就可以掃得很干凈。如果沒有高速電機的話，你的掃地機器人就做不好。

另外我也給美國軍方做過2.5兆瓦，15000轉，15000轉對2.5兆瓦就是很高的速度了。

設計高速電機有許多挑戰，首先選擇電機類型，常用類型有感應的，永磁組的。永磁電機價錢要貴，但是效率高貴，體積要比感性電機要小。因為你的轉子上面有磁鐵，所以一旦斷電要很小心，你要設計非常好設計器，不然會有大的回流過去，可能你的電池就會出問題，所以永磁電機這一點要考慮。美國軍方不允許發電機用永磁的就是這個原因。

這個是飛輪存儲系統，這個系統是抽了真空，是可以超過300米每秒的。然后也可以用感應電機，感應電機需要想辦法讓containment要低。也可以用磁阻電機，磁阻電機很結實，這種轉子在外面，這個是192千瓦，13000轉的一只電機。也可以用同步電機，這個時候發電機的結構還是經常用，但是用3G，3G雖然多一點，但是還是比較不錯的。

高速電機在設計的時候，不單單電池設計的問題，這個是整個設計過程，它是很復雜的過程。首先有一個設計，然后做散熱分析，做復雜的電池分析，要用流體力學把散熱做出來，整個綜合設計來完成。

導線不是用一個粗的一根線。這個是用了Solidwires以后到底有多大差異，你不用這個的話，它的電流就會很大。

下面是軸承，軸承也是非常重要的事情。可以用滾珠的軸承，但是滾珠的軸承有很多好的優點，但是它的速度會比較低一點，另外它的使用因為有磨損的問題，還有溫度會受到限制。

還有空氣軸承。空氣軸承有很大發展，但是空氣軸承同樣速度很高，但是空氣軸承也有它的問題，因為它還是有接觸，有共軸的問題。

在電機設計的時候，高速的時候要考慮軸的半徑，低速不需要做考慮。高速的時候也需要認真算。高速電機怎么樣做試驗驗證你的設計？這個時候不像低速，低速可以把兩只電機掛在一起，可以容易加負載，而且你有機械負載，但是高速電機就要做一個對子，對子以后共軸，共軸以后才能做，不光是我們這種要，其他高速電機功率很大的時候也是這樣開發的。

這個大家很熟悉，是一個應用，是一個六軸的機器人。在機器人領域電機很重要，然后是控制器和減速器。我們課題組在研發打高爾夫的機器人，它一共有6個自由度，我們現在正在研發這個打高爾夫球的設備。

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

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