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新型高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)的非晶態(tài)軟磁材料定子

研究了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的非晶態(tài)磁環(huán)生產(chǎn)技術(shù)。磁環(huán)由金屬玻璃2605和非晶帶SA1制成，首先采用激光技術(shù)從特定的外部和內(nèi)部直徑進(jìn)行環(huán)切；然后將這些環(huán)疊加起來(lái)形成所需高度的磁環(huán)，通過(guò)按壓使之結(jié)合并進(jìn)行熱處理；最后在磁環(huán)涂覆環(huán)氧樹(shù)脂以避免各環(huán)之間分層，由此產(chǎn)生的磁環(huán)可以用作高速電機(jī)的定子，如果額定功率為1kW，則旋轉(zhuǎn)速度可高達(dá)70000r/min。對(duì)使用非晶態(tài)磁環(huán)的電機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試的結(jié)果表明，電機(jī)具有令人滿(mǎn)意的機(jī)械特性和機(jī)械效率；定子使用非晶態(tài)磁環(huán)材料，其能量損失不超過(guò)7W，低于使用硅鋼材料作為定子的傳統(tǒng)電機(jī)。盡管如此，鐵基納米類(lèi)型合金由于高脆性和成型尺寸的限制，在高速電機(jī)應(yīng)用中存在缺陷。研究了合金在高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)定子上的應(yīng)用技術(shù)。環(huán)形的磁芯內(nèi)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(gè)磁環(huán)在有縱向磁場(chǎng)強(qiáng)度1000A/m的環(huán)境下進(jìn)行熱處理，另一個(gè)磁環(huán)在沒(méi)有磁場(chǎng)的環(huán)境下進(jìn)行熱處理。利用50Hz德國(guó)瑪格力磁電有限公司C-100測(cè)量這兩個(gè)磁芯的磁特性，兩個(gè)磁環(huán)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分別達(dá)到1.35T和1.1T，能量損失情況見(jiàn)表1。

在相同條件下，鐵材料定子的磁環(huán)電機(jī)能量損失在5～8W/kg之間，因此高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)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(jī)能量損失測(cè)試結(jié)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