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新型高速永磁無刷直流電機的非晶態(tài)軟磁材料定子

研究了永磁無刷直流電機的非晶態(tài)磁環(huán)生產技術。磁環(huán)由金屬玻璃2605和非晶帶SA1制成，首先采用激光技術從特定的外部和內部直徑進行環(huán)切；然后將這些環(huán)疊加起來形成所需高度的磁環(huán)，通過按壓使之結合并進行熱處理；最后在磁環(huán)涂覆環(huán)氧樹脂以避免各環(huán)之間分層，由此產生的磁環(huán)可以用作高速電機的定子，如果額定功率為1kW，則旋轉速度可高達70000r/min。對使用非晶態(tài)磁環(huán)的電機進行性能測試的結果表明，電機具有令人滿意的機械特性和機械效率；定子使用非晶態(tài)磁環(huán)材料，其能量損失不超過7W，低于使用硅鋼材料作為定子的傳統(tǒng)電機。盡管如此，鐵基納米類型合金由于高脆性和成型尺寸的限制，在高速電機應用中存在缺陷。研究了合金在高速永磁無刷直流電機定子上的應用技術。環(huán)形的磁芯內徑為26mm，外徑為33mm，高為20mm，氬氣條件下在643K和623K溫度下熱處理1h。一個磁環(huán)在有縱向磁場強度1000A/m的環(huán)境下進行熱處理，另一個磁環(huán)在沒有磁場的環(huán)境下進行熱處理。利用50Hz德國瑪格力磁電有限公司C-100測量這兩個磁芯的磁特性，兩個磁環(huán)的磁感應強度分別達到1.35T和1.1T，能量損失情況見表1。

在相同條件下，鐵材料定子的磁環(huán)電機能量損失在5～8W/kg之間，因此高速永磁無刷直流電機的定子使用非晶態(tài)軟磁材料可以有助于減少降低額外添加冷卻系統(tǒng)的需求。

表1　磁環(huán)電機能量損失測試結果　W·kg-1

刊名：IEEE Transactions on Magnetics（英）

刊期：2013年第4期

作者：Roman Kolano et al

編譯：于立嬌