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本文的崛起是指目前的永磁機器( p M)的用途和尺寸不斷擴大,如電機、發(fā)電機和其他設(shè)備等。時代已經(jīng)改變了永磁機器主要是小型交流(和直流)電機這一觀念。

永磁無刷同步電機的用途已遠遠超越了在機床、數(shù)控機床上的應(yīng)用和相關(guān)的傳統(tǒng)用途。例如 ,除了外觀尺寸的變化,Fa n u c公司永磁電機的額定功率已增至2 2 0 千瓦。永磁電機的新用途包括在工業(yè)流程中的多方面應(yīng)用 ,如 :混合動力電動汽車、磁性(變速 )驅(qū)動器和巨型風(fēng)機專用的發(fā)電機。與感應(yīng)電機相比,其應(yīng)用目標是通過減少轉(zhuǎn)子損耗實現(xiàn)高效率。

B a l d o r E l e e tri e 公司的R PM A C 系列永磁無刷同步電機是一種重要的多用途產(chǎn)品。該設(shè)計結(jié)合了一個復(fù)合鋼板外殼的定子和一個有凸極、內(nèi)置永磁體( I P M )的轉(zhuǎn)子 ,用于提高功率密度和效率。變速電機和專用電機營銷經(jīng)理R i c hS c h a e f e r 解釋說 ,日尸M A C 系列產(chǎn)品在標準風(fēng)冷情況下的額定功率目前已達到7 0 0 馬力( 5 22 千瓦)。S c ha e f e r 指出,額定功率更高的電機仍用于水冷式設(shè)備,如用于鉆探行業(yè) 的減速電機 ,其額定功率為1 0 2 0 馬力,可在非常緊湊的空間內(nèi)產(chǎn)生3 5,0 0 0 l b 一f t ( 4 7,4 6O N 一m )的扭矩。

通用電氣公司( G E G R ) 全球研究所開發(fā)的電力驅(qū)動的氣壓機標志著電機的功率將進一步提高。G E G 日于2 。。9 年3 月在美國能源部和其他部門分期舉行的專題討論會上介紹了一款功率為6M W 的高速驅(qū)動電機的原型。G E G R認為,效率和其它優(yōu)點使永磁電機的拓撲結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)速達到1 5,。。0 r P m 的情況下成為首選產(chǎn)品。

材料問題

永磁機器是主要通過稀土永磁材料( 通常為欽一鐵一硼 ,即N d 一Fe 一B ) 產(chǎn)生高扭矩的。更加廣泛的用途意味著無論是將少量永磁材料用于大批量產(chǎn)品,還是將大量永磁材料用于幾臺大型電機,磁鐵的需求都會更大。在后一種情況下,每個單元中會產(chǎn)生數(shù)百磅磁鐵,即使采用內(nèi)置永磁體的轉(zhuǎn)子設(shè)計(該設(shè)計可減少磁鐵重量,從而滿足轉(zhuǎn)矩輸出恒定的要求)也是如此。內(nèi)置永磁體的設(shè)計可產(chǎn)生有附加磁阻轉(zhuǎn)矩的部件。

用于多兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組的永磁發(fā) 電機也需要大量磁鐵。大型發(fā) 電機制造商S w i t C hC o n tro ls & C o n v e rte rs 公司的副總裁A n d e rsT r o e d s o n 說 :“在高速發(fā)電機中,磁鐵重量為1 5 0 一2 0 0公斤( 3 3 0 一4 4 0磅)。 ”然而 ,由于產(chǎn)生扭矩需要直徑大、極數(shù)多的電機 ,因此用于慢速直驅(qū)發(fā)電機的磁鐵重量迅速增加。T r o e d s o n稱 , “軸速越低 ,輸出相同功率所需的扭矩越大。大型直驅(qū)發(fā)電機中的磁鐵的重量超過了2 公噸。 ”即4,4 0 0磅 !