稀土永磁材料在小型同步发电机中应用的可行性.pdfVIP

维普资讯 l992年 磁 能 应 用 技 术 第 3期 稀土永磁材料在小型同步发电机中 ? ‘r 应 用 的 可 行 性． ／ 柳玉敬 赵书博 - - ● _ _ _ _ _ _ - - ● ●● 一 _ 。_ __ __ _- ___ __ __ (哈尔滨工业大学 电机教研室) 摘要：稀土永磁材料在小型同步 术上，还是在经济上都是 可行的，必将获彳{c速发展。 关键词： 、 电 ， 一 弓 机 一 一 、 引言 ～盥 应 一 永磁材料是一种新兴的重要的电工材料，它的应用领域十分广泛，并且随着其迅速 用 一 发展将更为广泛地应用于工业、国防和 民用等领域。近几年来，稀土永磁的出现和发展 不 ～ 引起了电机行业的巨大变革，从全世界来看，永磁 电机是永磁材料的最大用户 。尽管如 此， 目前永磁材料仍主要是在微型 电机中应用，其分析，设计和制造等都已经 基 本 成 熟。微型永磁 电机的优点是性能好、损耗少、体积小和成本低。对中小型发 电机，如能 采用永磁材料，节能的潜力将很大，但 由于电机的容量较大，永磁材料的用量很多，这 将增加 电机成本，并可能带来一些技术 问题。 随着我国各行业生产的扩大，能源短缺的问题越来越尖锐，节能已经变得 非 常 迫 切。提高普遍应用的中小型发电机的效率是一个重要手段，用永磁体代替电励磁装置可 以消除励磁损耗，发 电机的效率可提高 2％一 3 ，节能的、效果是相当可观的，但节能 的收益是否能抵过成本的增加?更为重要的是小型永磁同步发 电机在技术上 是 否 可行 (如结构和电压变化率等)?本文将在这个方面做些探讨． 二、转子结构形式的选择 由于永磁同步发电机转子上没有励磁绕组、整流器件和滑环装置等，因而 结 构 简 单，运行可靠。转子采用的结构形式不同，其 电机的性能也不同，传统的转子结构形式 主要有：圆柱形转子、星形无极靴转子、星形有极靴转子和爪极式转子等，如图l所示。 圆柱形转子磁钢利用率较低，但结构简单，制造方便，多用于微型发电机。在星形有极 靴转子和爪极式转子结构中，各极靴和各爪极之间的漏磁较大，在1．35— 1．45之间， 此纵轴 电枢反速去磁作用小，有利于减小 电压变化率，这两种结构适用于容量稍大的同 步发 电机。 上面介绍的几种转子形式比较适合铁氧体、铝镍钻等永磁材料．前三种型式属于径 向磁化．．后一种则属于轴 向磁化，当采用高磁能移I、高矫顽力的稀土合金永磁材料时， 为了减小电机体积，应尽量增大气隙磁蓉，这将造成磁钢工作点升高，偏离最大磁能积 13 维普资讯 l 2 1一水磁体 2一非导磁体 3一转轴 4一极靴 5一爪极 图 1、永磁同步发电机的传统转子结构 磁