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稀土永磁电机的发展趋势 | |
发布时间:2014/12/2 阅读:3502次 | |
目前国内外对稀土永磁电机主要进行以下几个方面的研究。 (1) 结构设计 永磁同步电机具有很高的矫顽力,故充磁方向很薄的永磁体就可以提供较高的气隙磁密和磁势。因此,除了传统的径向磁路结构外,当极数较少时,还可以采用切向磁路结构或混合式结构。国内外学者都在研究永磁同步电机的各种转子形状,其研究目标都是通过增加磁通、减少电枢反应或高速运行来提高功率密度和效率。 (2) 优化设计 在稀土永磁材料价格昂贵的情况下,考虑如何合理的选择磁体的工作点,使之在满足电机性能指标的前提下,使用的材料最少,即电机的成本最小或体积最小。通常选择永磁体体积作为目标函数,在约束条件中,电抗参数、定子齿部和轭部磁密、定子电密、起动电流以及槽满率都应限制在一定范围,而效率、功率因数和起动转矩等则应大于某一给定值,保证其高效节能。此外,永磁同步电机的铁耗值相对于异步电机比较复杂,因此,如何准确分析和计算是设计高效节能永磁同步电动机的关键,计算精确度直接决定了电动机的性能,永磁同步电动机的设计方法变得越来越重要。 目前几种新型结构的永磁电机。 (1) 无铁心钕铁硼永磁电机 利用钕铁硼永磁材料高矫顽力的优异特性,不用或少用硅钢片,制成无铁心电机,质量大大减轻。无铁心永磁电机采用聚磁型结构和正余弦充磁,所产生的磁场成正弦分布,因此可以不斜槽,就可以采用集中式绕组。绕组端部短,损耗小,转矩密度高,振动噪音显著降低。主要应用在汽车、机器人、电梯驱动等许多方面。 (2) 横向磁通钕铁硼永磁电机 为了解决安放线圈槽与磁通流经齿部的宽度之间的矛盾,为了提高电机的功率密度,人们提出了横向磁通电机结构的思想。这种电机定子齿槽结构和电枢线圈在空间上相互垂直,主磁通沿电机轴向流通,电流和磁负荷在空间上不存在竞争,因此定子尺寸和通电线圈的大小相互独立,在一定范围可以任意选取,提高了功率密度。目前国内外对这种结构电机的研究刚刚起步,有广阔的发展前景。 |
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