新概念永磁电机--记忆电机的设计研究

２００４．№３大电机技术９

引言

新概念永磁电机——记忆电机的设计研究

孙建忠，白凤仙

（大连ＪＥ－Ｙ－－大学，辽宁大连１１６０２３）

［摘要］研究了记忆电机的设计方法，分析了记忆电机的磁场分布特点。分析发现，当电机的其他尺寸一定时，永磁体的极弧系数对气隙磁密幅值的影响比径向长度的影响明显，永磁体靠近轴侧的一定范围内磁密

为零ｋ因此记忆电机的永磁体存在一个有效径向长度。

［关键词】永磁电机；记忆电动机；设计

［中图分类号］ＴＭＭ３［文献标识码］Ａ【文章编号】１０００－３９８３（２００４）０３－（１瑚－０４

ＮｅｗＣｏｎｃｅｐｔＰｅｒｍａｎｅｎｔＭａｇｎｅｔ

Ｍａｃｈｉｎｅ——咖ｔｈｅＤｅｓｉｇｎｏｆＭｅｍｏｒｙＭｏｔｏｒｓ

ＳＵＮＪｉａｎ—ｚｈｏｎｇ，ＢＡＩＦｅｎｇ—ｘｉａｎ

（ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｋｅｙｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｍｅｍｏｒｙ

ｍｏｔｏｒｓ眦ｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｉｔｉｓｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｏｌｅａｒｅｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓ（ＰＭｓ）ｔｏｐｏｌｅｐｉｔｃｈｏｎｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆａｉｒｇａｐｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙｉｓｍｏｒｅｏｂｖｉｏｕｓｔｈａｎｔｈａｔｏｆｔｈｅｒａｄｉａｌＩｅ，ｌｇｔｈｏｆＰＭｓ．Ｉｔｉｓａｌｓｏｄｉｓｃｏｖｅｒｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｅｘｉｓｔａｌｌｅｆｆｅｃｔｉｖｅｒａｄｉａｌｌｅｌｌｇ，ｔｈｏｆＰＭｓｓｉｎｃｅｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙｉｎ狲如ｎｅａｒｔｈｅａｘｉｓｉｓＺｅｒｏ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔ

ｍａｃｈｉｎｅ；ｍｅｍｏｒｙｍｏｔｏｒ；ｄｅｓｉｇｎ

目前，永磁电机在我国发展迅速，在电动汽车、航

空航天、工业传动等领域取得了广泛的应用。然而，由于永磁材料自身的限制，传统永磁电机存在以下局限：第一，直到永磁电机的使用寿命结束，其永磁材料的磁化状态不能改变，否则电机的性能就会大大降低。第二，在受到强电流作用时，稀土永磁材料有发生不可逆去磁的可能，而永磁电机一旦失磁，则不可能再充磁，导致电机性能下降，甚至电机报废。这样，就降低了永磁电机的可靠性，而通常为了防止发生失磁，只能在设计时加大永磁材料的尺寸，导致永磁材料用量增加、电机成本增加。第三，永磁电机不能改变极数，使它不能象感应电机那样方便地变极运行。第四，永磁电机的气隙磁场不能控制，使其反电动势不可调节。

２００１年德国萨尔经济技术学院的ＶｌａｄｏＯｓｔｏｖｉｃ提出了记忆电机的概念ｕ’２Ｊ，突破了传统永磁电机的上述局限。由于这类永磁电机可以记忆转子永磁材料的磁通密度等级，由此得名。

图ｌ为变磁通记忆电机的结构示意图，其转子是由永磁体、软铁和非磁性材料组成的三明治结构固定在非磁性轴上构成的。切向磁化的永磁体产生的磁通经过相邻的软铁，穿过气隙，进入定子。当在定子绕组中施加一个反向直轴电流脉冲后，转子磁极被部分去磁。去磁电流ｉｄ经过定子绕组流通，且只流通很短的时间，产生的损耗可忽略不计。转子磁极的梯形结构使得去磁电流的效果能够得到控制ｄ记忆电机采用磁场定向控制，定子负载电流产生的磁场与永磁体磁场相垂直。由于转子的独特结构．负载电流ｉ。产生的磁通不会经过转子磁极，因此，对转子磁极的磁化状态不会产生任何影响。

图１变磁通记忆电机结构

记忆电机可以通过短时电流脉冲改变永磁材料的

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