|
常規永磁電機所用的材料，例如永磁體、電磁線(xiàn)和絕緣材料等，在高溫、低溫等惡劣環(huán)境下使用時(shí)會(huì )出現性能下降、失效、可靠性降低等問(wèn)題。另一方面，高溫環(huán)境下永磁電機材料的特性變化規律復雜，在溫度范圍近 300℃時(shí)，硅鋼片的特性變化明顯，電磁線(xiàn)導電特性變化近3 倍，釤鈷永磁材料特性變化30% ，流體黏度特性變化可能達到10 倍以上，絕緣材料的導電特性與介電強度特性發(fā)生變化。
耐高溫永磁電機常采用釤鈷永磁材料，釤鈷Sm2Co17永磁材料工作溫度高達350℃。當工作溫度更高時(shí)，考慮采用鋁鎳鈷材料，MAX使用溫度可達520℃，溫度系數為－0. 2% /℃，但其矯頑力低，通常小于160kA /m，在磁路設計時(shí)必須校核其去磁工作點(diǎn)。目前已研制出的新型稀土永磁材料，如釹鐵氮、釤鐵氮等，其磁粉的MAX磁能積可達 40MGOe，接近釹鐵硼磁粉的 3 倍，而原材料成本是釹鐵硼磁粉的1 /3，但尚處于實(shí)驗室研制階段。 硅鋼片的磁化曲線(xiàn)和損耗特性曲線(xiàn)對電機的損耗計算、過(guò)載能力計算等非常關(guān)鍵; 硅鋼片疊片膠粘劑的熱穩定性對永磁電機在高溫、高速運轉下的安全和穩定性有著(zhù)直接的影響。日本學(xué)者Takahashi 等利用具有 700 個(gè)節點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )模型分析了具有單匝線(xiàn)圈的旋轉電機中定子線(xiàn)圈股線(xiàn)中的溫度分布 ; 分析高溫膨脹引起的機械應力對硅鋼片磁特性的影響，結果表明，隨著(zhù)壓應力的增大，硅鋼片的磁導率明顯下降，比總損耗顯著(zhù)升高。絕緣材料的絕緣性能影響永磁電機的安全運行、可靠性和壽命。 永磁電機電磁線(xiàn)絕緣、電機槽絕緣,MAX耐溫可達400℃。若電機產(chǎn)生的熱量使溫度超過(guò)了500℃，可以采用陶瓷絕緣。 高溫環(huán)境下電子器件的特性不但發(fā)生明顯變化，還會(huì )出現熱噪聲等特殊現象，例如: 模擬器件的參數和線(xiàn)性度變化范圍大; 數字電路抗干擾性變差，出現熱噪聲等特殊現象; 功率器件的輸出特性發(fā)生變化，電容電阻的參數漂移明顯。 發(fā)達研制出耐惡劣環(huán)境的電子器件，然而因技術(shù)保密，可供查詢(xún)的文獻極少。由于材料特性和器件特性是電機與驅動(dòng)控制電路設計的基礎，在高溫、低溫等惡劣環(huán)境下，電機材料與電子器件特性的變化規律的獲取和模型的建立是耐高溫永磁電機的關(guān)鍵技術(shù)難題。 |
