传统永磁电机所用材料,如永磁体、电磁线、绝缘材料等,在高温、低温等恶劣环境下使用时,会出现性能下降、失效、可靠性降低等问题。另一方面,永磁电机材料的特性在高温环境下会发生变化。当温度范围接近300时,硅钢片的特性发生显着变化。电磁线的导电特性变化近3倍。钐钴永磁材料特性改变30%。流体粘度特性可能变化10倍以上,绝缘材料的导电特性和介电强度特性都会发生变化。
耐高温永磁电机常采用钐钴永磁材料。钐钴Sm2Co17永磁材料的工作温度高达350。当工作温度较高时,可考虑使用铝镍钴材料。最高工作温度可达520C,温度系数为-0.2%/C。但其矫顽力较低,通常小于160kA/m。在磁路设计中必须检查其消磁工作点。目前已开发的新型稀土永磁材料,如钕铁氮、钐铁氮等,磁粉的最大磁能积高达40MGOe,是钕铁硼磁材的近3倍。磁粉,原材料成本是钕铁硼磁粉的1倍。 /3,但仍处于实验室开发阶段。
硅钢片的磁化曲线和损耗特性曲线对于电机的损耗计算和过载能力计算非常关键;硅钢片叠片胶的热稳定性直接影响永磁电机在高温、高速运行下的安全性和稳定性。日本学者高桥等。使用700个节点的网络模型分析单匝线圈旋转电机定子线圈股线的温度分布;分析了高温膨胀产生的机械应力对硅钢片磁性能的影响。结果表明,随着压应力的增大,硅钢片的导磁率显着下降,比总损耗显着增大。绝缘材料的绝缘性能影响着永磁电机的安全运行、可靠性和寿命。
永磁电机电磁线绝缘、电机槽绝缘,最高耐温可达400。如果电机产生的热量导致温度超过500,可以采用陶瓷绝缘。
在高温环境下,电子器件的特性不仅发生显着变化,还会出现热噪声等特殊现象。例如,模拟器件的参数和线性度差异很大;数字电路的抗干扰性能变差,出现热噪声等特殊现象;功率器件的输出特性发生变化,电容、电阻参数漂移明显。
发达国家已经开发出了能够抵抗恶劣环境的电子设备。但由于技术保密,可供查询的文献资料很少。由于材料特性和器件特性是电机和驱动控制电路设计的基础,在高低温等恶劣环境下,获取电机材料和电子器件特性的变化规律并建立模型是高能电机设计的关键技术问题。耐温永磁电机。
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