探究混合勵(lì)磁電機(jī)技術(shù)綜述與發(fā)展

馮地爽

摘 要：隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加快，攻擊技術(shù)的飛速發(fā)展，永磁電機(jī)已不能滿足當(dāng)前工業(yè)技術(shù)的需要，永磁電機(jī)也發(fā)展成為混合勵(lì)磁電機(jī)。此外，混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)繼承了永磁電動(dòng)機(jī)的特性，并且電動(dòng)機(jī)氣隙磁場更平滑并且可以調(diào)節(jié)。在運(yùn)行過程中啟動(dòng)的轉(zhuǎn)矩大，速度調(diào)節(jié)的范圍更廣，發(fā)電的時(shí)候電壓調(diào)節(jié)能力也更強(qiáng)。混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)漸漸取代了永磁電機(jī)，并已在工業(yè)技術(shù)中得到更廣泛的應(yīng)用。文章對混合勵(lì)磁電機(jī)的基本特點(diǎn)進(jìn)行闡述，分析其磁場調(diào)節(jié)和控制技術(shù)方面的相關(guān)原理，針對現(xiàn)在所存在的問題與不足進(jìn)行了深刻的探討，并確定混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的未來發(fā)展前景，以及研究方向。

關(guān)鍵詞：混合勵(lì)磁電機(jī)；發(fā)電；驅(qū)動(dòng)控制

采用新型稀土永磁體，永磁同步電機(jī)和其他稀土永磁電機(jī)在效益方面有著明顯的提升。因?yàn)橛兄w積小工作且效率高等的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)驅(qū)動(dòng)上得到了極高的認(rèn)可度。但是永磁材料有其固定的特性，在被用于電動(dòng)時(shí)的調(diào)速就大打折扣了，在電動(dòng)汽車、航天航空等直接驅(qū)動(dòng)的運(yùn)用下有著一定的限制。用于發(fā)電的電壓調(diào)節(jié)率太大，并且難以確保電源的質(zhì)量。怎樣才能有效的控制與調(diào)節(jié)氣隙磁場一直是研究上難以突破的瓶頸。

一、混合勵(lì)磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1.1基本類型

由于混合勵(lì)磁功率可以調(diào)節(jié)和控制結(jié)構(gòu)中的氣隙磁場，所以他相對于過去使用的永磁電機(jī)有著突破性的成長，通過對于電場繞組電流的有效控制，也可以相對地控制和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的氣隙磁場。在電動(dòng)機(jī)中，永磁體磁勢與電激勵(lì)磁勢之間起著相互的作用。其具有串聯(lián)磁路和串聯(lián)并聯(lián)合磁路以及獨(dú)立的并聯(lián)磁路這三種磁路特性。永磁場磁路和電勵(lì)磁場電路這兩者都有著相對獨(dú)立的特性，但兩者在氣隙中又能有進(jìn)行相互的作用，形成電動(dòng)機(jī)的主磁場。兩者之間有并聯(lián)和串聯(lián)的部分，它們都可以形成電動(dòng)機(jī)的主磁場。

1.2轉(zhuǎn)子永磁性混合勵(lì)磁電機(jī)

轉(zhuǎn)子永磁混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)主要包括：同步磁阻電動(dòng)機(jī)，無刷直流電動(dòng)機(jī)等，其中以永磁同步電動(dòng)機(jī)和無刷直流電動(dòng)機(jī)作為代表，它已廣泛應(yīng)用于工業(yè)驅(qū)動(dòng)和伺服控制。改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之后，對其進(jìn)行直流勵(lì)磁繞組的引入，實(shí)現(xiàn)混合勵(lì)磁，永磁同步電動(dòng)機(jī)既可以使用在寬調(diào)速驅(qū)動(dòng)的牽引方面。或者無刷直流電機(jī)的寬調(diào)速牽引驅(qū)動(dòng)牽引力和其他限制性問題可以得到有效解決。能夠在一定程度上對永磁電機(jī)的運(yùn)用范圍進(jìn)行拓展，故而，對轉(zhuǎn)子永磁混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的研究，可以使轉(zhuǎn)子永磁混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)在工業(yè)技術(shù)的運(yùn)用上，得到更好大發(fā)展與應(yīng)用。

二、混合勵(lì)磁電機(jī)的控制技術(shù)

將混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)與永磁電動(dòng)機(jī)放在同一個(gè)基準(zhǔn)上進(jìn)行比較的話，永磁電動(dòng)機(jī)具有電樞繞組和調(diào)節(jié)磁場的輔助電勵(lì)磁繞組，并增加可控的勵(lì)磁電流變量。從控制的層面上來看，它可以對勵(lì)磁繞組電流和電樞繞組電流分別進(jìn)行單獨(dú)的控制。還能對勵(lì)磁電流和電樞電流根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行調(diào)控。所以其有著靈活多樣的控制方式。想要控制混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的話，是需要以勵(lì)磁電流和電樞電流的進(jìn)行作為前提的，這樣就能夠協(xié)調(diào)和控制不同變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能及指標(biāo)。通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流和電樞電流，使其能夠達(dá)到最佳的運(yùn)行效果，從而能夠提高整體的運(yùn)作效率?？刂品椒ㄊ窃黾觾蓚€(gè)控制器：勵(lì)磁電流分配控制器和勵(lì)磁電流控制器，這樣可以使得操作過程更加便利。但同時(shí)也提升了控制上的復(fù)雜性。

三、混合勵(lì)磁電機(jī)的發(fā)展趨勢

總而言之，因?yàn)槲覈鴮旌蟿?lì)磁電機(jī)的研究進(jìn)程較慢時(shí)間較短，并且在材料方面和設(shè)備方面以及整體制造和加工生產(chǎn)技藝都要更落后一點(diǎn)，這也就使得我國對混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的研究程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，對于需求的發(fā)展也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其他發(fā)達(dá)國家，并且無法獨(dú)立生產(chǎn)出可以使用的成熟產(chǎn)品。混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)是基于永磁電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有功能及原理為前提，泳衣改善永磁電動(dòng)機(jī)的原有缺陷。混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)的研究和設(shè)計(jì)方面不同于永磁電動(dòng)機(jī)。首先，合理的對混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)研究可以有效地提高原有永磁電動(dòng)機(jī)的整體性能，探討電勵(lì)磁與永磁比的對混合勵(lì)磁性能的影響；其次，對混合勵(lì)磁電機(jī)效率優(yōu)化技術(shù)的研究，能使混合勵(lì)磁電機(jī)在調(diào)速范圍內(nèi)保持較高的功效；三，混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)變速傳動(dòng)控制技術(shù)研究，是主要針對混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)性能在不同情況下所具有的不同要求，采用最新的數(shù)字化處理方法，提高混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力；第四點(diǎn)，對混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)可靠性技術(shù)的研究，這一研究使得混合勵(lì)磁電機(jī)功率下的混合勵(lì)磁電機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性得到整體的提升。

結(jié)束語

混合勵(lì)磁電動(dòng)機(jī)不僅繼承了高效率和高密度永磁電動(dòng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，而且具有更寬的電壓調(diào)節(jié)范圍，可用作發(fā)電機(jī)的電源。在許多工業(yè)領(lǐng)域、艦船等國家軍事方面也得到了更好的應(yīng)用?；旌蟿?lì)磁電機(jī)的電機(jī)結(jié)構(gòu)形式和控制技術(shù)都應(yīng)進(jìn)行更好的優(yōu)化和發(fā)展，雖然近些年混合磁力電機(jī)的控制、設(shè)計(jì)和應(yīng)用已經(jīng)有了一定的發(fā)展，但是還處于初步發(fā)展階段，整體上還不夠成熟。因而，隨著該技術(shù)發(fā)展的不斷加速，以及對其研究的不斷深入，混合勵(lì)磁電機(jī)技術(shù)將逐步走向成熟，其性能方面也能得到提升。有助于新型航空啟動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)以及高效汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的早日實(shí)現(xiàn)。

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