永磁辅助同步磁阻电机设计与应用
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第1章 绪论

21世纪以来,我国煤、石油、天然气等不可再生资源消耗巨大。并且随着全球变暖及环境污染问题的日益加剧,低碳、节能、环保在全世界范围内受到了越来越广泛的关注。

据2015年《中国电机行业市场调查研究报告》统计,全国现有各类电机系统总装机容量超过4亿kW,其用电量约占全国用电量的60%。目前的电机系统多采用异步电机,运行效率低,浪费了大量的电能。而永磁电机相比于异步电机具有结构简单、运行可靠、体积小、重量轻、损耗少、效率高等显著优点,可广泛替代异步电机。

随着永磁材料的发展,特别是高性能的钕铁硼永磁体问世后,永磁电机的研究取得了长足的进步。高性能钕铁硼永磁体的应用,显著提高了永磁电机的效率及功率密度。目前永磁电机的功率范围从几毫瓦到几千千瓦,应用领域从玩具、机械设备到舰船牵引动力装置,在国民经济、军事、工业、航空航天等方面都得到广泛应用。

目前永磁电机大多采用稀土钕铁硼永磁体,稀土永磁体使用量大。我国的稀土储量约占世界稀土储量的1/3,但每年的开采量却达到了世界总开采量的90%以上,稀土储量占世界总储量的比例逐年降低,同时稀土的开采带来了诸多的环境破坏问题。

为减轻永磁电机对稀土的依赖,减少稀土开采对环境的破坏,并且大幅降低永磁电机成本,急需研发一种少稀土乃至无稀土的高效电机。

永磁辅助同步磁阻电机结合了永磁同步电机和同步磁阻电机的特点,该电机充分利用磁阻转矩和永磁转矩,具有功率密度高、效率高、调速范围宽及体积小、重量轻等显著优点。相比于永磁同步电机,永磁辅助同步磁阻电机可以减少永磁体用量,降低对永磁体的性能要求,具有广阔的应用前景。