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稀土永磁電機的發(fā)展趨勢
發(fā)布時間:2014/12/2 閱讀:3269

目前國內(nèi)外對稀土永磁電機主要進行以下幾個方面的研究。

(1) 結(jié)構(gòu)設(shè)計  永磁同步電機具有很高的矯頑力,故充磁方向很薄的永磁體就可以提供較高的氣隙磁密和磁勢。因此,除了傳統(tǒng)的徑向磁路結(jié)構(gòu)外,當極數(shù)較少時,還可以采用切向磁路結(jié)構(gòu)或混合式結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外學者都在研究永磁同步電機的各種轉(zhuǎn)子形狀,其研究目標都是通過增加磁通、減少電樞反應(yīng)或高速運行來提高功率密度和效率。

(2) 優(yōu)化設(shè)計 在稀土永磁材料價格昂貴的情況下,考慮如何合理的選擇磁體的工作點,使之在滿足電機性能指標的前提下,使用的材料最少,即電機的成本最小或體積最小。通常選擇永磁體體積作為目標函數(shù),在約束條件中,電抗參數(shù)、定子齒部和軛部磁密、定子電密、起動電流以及槽滿率都應(yīng)限制在一定范圍,而效率、功率因數(shù)和起動轉(zhuǎn)矩等則應(yīng)大于某一給定值,保證其高效節(jié)能。此外,永磁同步電機的鐵耗值相對于異步電機比較復雜,因此,如何準確分析和計算是設(shè)計高效節(jié)能永磁同步電動機的關(guān)鍵,計算精確度直接決定了電動機的性能,永磁同步電動機的設(shè)計方法變得越來越重要。

目前幾種新型結(jié)構(gòu)的永磁電機。

(1) 無鐵心釹鐵硼永磁電機  利用釹鐵硼永磁材料高矯頑力的優(yōu)異特性,不用或少用硅鋼片,制成無鐵心電機,質(zhì)量大大減輕。無鐵心永磁電機采用聚磁型結(jié)構(gòu)和正余弦充磁,所產(chǎn)生的磁場成正弦分布,因此可以不斜槽,就可以采用集中式繞組。繞組端部短,損耗小,轉(zhuǎn)矩密度高,振動噪音顯著降低。主要應(yīng)用在汽車、機器人、電梯驅(qū)動等許多方面。

(2) 橫向磁通釹鐵硼永磁電機  為了解決安放線圈槽與磁通流經(jīng)齒部的寬度之間的矛盾,為了提高電機的功率密度,人們提出了橫向磁通電機結(jié)構(gòu)的思想。這種電機定子齒槽結(jié)構(gòu)和電樞線圈在空間上相互垂直,主磁通沿電機軸向流通,電流和磁負荷在空間上不存在競爭,因此定子尺寸和通電線圈的大小相互獨立,在一定范圍可以任意選取,提高了功率密度。目前國內(nèi)外對這種結(jié)構(gòu)電機的研究剛剛起步,有廣闊的發(fā)展前景。