Российские ученые разработали алгоритм, который позволяет создавать электрические машины со сверхвысокой частотой вращения. Результаты исследования опубликованы в журнале IEEE Transactions on Energy Conversion. Исследования поддержаны грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Впервые в мировой научной практике предложен алгоритм проектирования электрических машин, в которых учитываются одновременно тепловые, электромагнитные и механические эффекты для сверхвысокооборотных электрических машин. Такая технология позволяет создавать электродвигатели с частотой вращения до 1 200 000 оборотов в минуту. Для сравнения: скорость вращения современных ультразвуковых бормашин – 800 000 оборотов в минуту, а наибольшая известная частота вращения не превышает 1 000 000.

Высокооборотные двигатели необходимы для повышения точности обработки металлов, композитных материалов и пластмасс, создания миниатюрных станков для микроэлектроники и мединструментов, конструирования беспилотных летательных аппаратов.

На основании созданной теоретической модели разработчики составили полное описание двигателя с частотой вращения 1 200 000 миллиона оборотов в минуту. В качестве материала ротора устройства выбран мощный магнит из сплава самария и кобальта, он обеспечивает работу двигателя при высокой температуре (до 250 °C).

Для проверки полученной модели ученые протестировали алгоритм на примере мотора с частотой вращения 500 000 оборотов в минуту. Экспериментальная проверка продемонстрировала высокую степень адекватности теоретической модели: расхождение теоретических и экспериментальных данных не превысило 7%. В дальнейшем ученые планируют проводить аналогичные эксперименты, увеличивая частоту вращения двигателя вплоть до 1 200 000 оборотов в минуту.