SMCs软磁复合材料在爪极电机上的应用
2016-02-24 10:37:33

    爪极电机有着许多年的历史,被典型地应用在汽车发电机上,这种电机的特点是用非常简单的励磁绕组就能产生较多的极对数,所以爪机结构采用矽钢片非常困难,所以一般采用整钢结构,但是这样会造成涡流损耗大大增加。

    图一是Newcastle大学的Alan G.Jack等研究出来的SMCs爪极电机样品机,该样机有24极,定子内径117mm,外径200mm,额定转速1500r/min,额定频率300Hz,该样品机作为单相发电机运行,经过测试,单位有效材料所产生的转矩为3.3(N.m)/kg。
                                    
                                                                       图一   SMCs爪极电机
    图二是悉尼科技大学研究的基于SCMs软磁复合材料制作的三相爪极电机,外转子结构,20极,额定功率500W,额定频率300Hz,额定转速1800r/min,定子外径80mm,分三部分,周相互差120度电角度,转子内径82mm,外径94mm,定子轴向有效长度93mm,电机总长度位137mm,使用60块钕铁硼强力磁钢,该样机的转矩密度位2781(N.m)/kg,效率位81%。
                   
                                                         图二    三相爪极电机
    图三是加拿大Cros J研制的爪极式交直流两用电机,该样机的钉子时爪极,定子上面是集中励磁绕组,定子和转子都采用SMCs6极7个转子槽,该电机很好地利用了SMCs的三维磁场特性,样机没有经过优化设计,但是已经表现出了非常高的转矩密度,实验测试表明,该样机喝具有同样性能的传统交直流两用电机相比,体积减少了2/3。

                           
                                                   图三   爪极式交直流两用电机
      图四是美国GE公司的Ronghai Qu等研发制作的新型分相式爪机异步电机,该电机二相4极,运行原理与传统的单相异步电机相同,由两个在空间和时间上相差90度电角度的交流绕组产生旋转磁场。定子有SMCs材料加工而成,样机功率200W,和传统的异步电机相比,该电机有较高的效率和转矩密度,而成本与其他材料制作基本相当。
                           
                                                       
                                                    图四    分相式异步爪极电机

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