無軸承永磁同步電機研究現狀與發(fā)展趨勢
成秋良，朱烷秋，王成波，王海濤
（江蘇大學電氣信息工程學院，鎮(zhèn)江212013）
摘要：無軸承永磁同步電機同時具備永磁同步電機的優(yōu)良特性與磁懸浮軸承的特點。分析了國內外無軸承永磁同步電機研究現狀，指出其發(fā)展規(guī)律；總結了目前國內外無軸承永磁同步電機結構與控制策略方面的研究成果，為其結構改進與控制優(yōu)化提供參考；分析了無軸承永磁同步電機發(fā)展趨勢，為其研究工作指出方向。
關鍵詞：無軸承電機；永磁同步電機；研究現狀；電機結構；控制策略；發(fā)展趨勢
中圈分類號：tm351；tm341 文獻標志碼：a 文章編號：1001-6848(2010)-03-0076-05
0引 言
無軸承永磁同步電機繼承了永磁同步電機功率密度大、功率因數高、效率高的優(yōu)良性能，又具備磁懸浮軸承無機械摩擦、不需潤滑、無污染、壽命長、免維護的特點。在僅有三個控制自由度的應用（包括泵類應用）中，需要采用較強的勵磁方式以建立電機氣隙磁場，此時，無軸承永磁同步電機較其它類型的電機具有更高的效率。雖然無軸承永磁同步電機轉子永磁體的存在使得電機的氣隙寬度增加，從而需要采用較大的懸浮力繞組電流，但是轉矩繞組電流由于不再需要較大的勵磁分量而相應減小，因此，電機總容量增加并不多。
1研究現狀
1.1國外研究現狀
對 iel數據庫，2007年（包括2007年）之前的檢索結果進行了統計分析，分析結果如圖1所示。其中，將單極式無軸承電機歸為無軸承同步磁阻電機，將交替極無軸承永磁電機、無軸承無刷直流電機、無軸承永磁薄片電機和混合轉子結構無軸承電機歸為無軸承永磁同步電機，且不包括綜合性
質的文獻（7條）及其它內容的文獻（4條）。
從圖l(a)中可以看出，關于無軸承電機的研究在逐年增加，尤其是近三年（2005年~ 2007年）為最多。研究初期以無軸承異步電機的研究為主。從圖l(b)中可以看出，在所有無軸承電機研究中，關于無軸承永磁同步電機的研究占****主導地位，其次為無軸承異步電機與無軸承同步磁阻電機。從圖l(c)中可以看出，在所有無軸承永磁同步電機研究中，關于表面式無軸承永磁同步電機與無軸承薄片電機的研究占主導地位，其次依次為內置式無軸承永磁同步電機、交替極無軸承永磁電機、內埋式無軸承永磁同步電機、無軸承無刷直流電機，混合轉子結構無軸承電機與無定子鐵芯外轉子結構無軸承永磁電機及其它種類無軸承永磁同步電機文獻太少，在此不對其進行統計分析。
1。2國內研究現狀
進入cnki期刊全文數據庫，截至2008年4月13日，對中國期刊全文數據庫世紀期刊按題名檢索“無軸承”的結果共9條（均無效，不是利用電磁力實現轉子懸浮的及與已有文獻重復的均視為無效，以下同）；對中國重要報紙全文數據庠按題名檢索“無軸承”的結果共1條（為無軸承電機綜述）；對中國博士學位論文全文數據庫按關鍵詞“無軸承”檢索的結果共6條（含電磁軸承l(wèi)條）；對中國碩士學位論文全文數據庫按關鍵詞“無軸承”檢索的結果共37條（無效l條，含電磁軸承1條）；對中國期刊全文數據庫與中國重要會議論文全文數據庫按關鍵詞“無軸承”檢索的結果共147條，有效123條。除去其中電磁軸承7條與綜合性質的文獻（包括綜述）18條，對其余98條進行統計分析，結果如圖2所示）。
從圖2(a)可以看出，從2002年開始，國內關于無軸承電機的研究迅速發(fā)展，其發(fā)展速度近似為直線，且目前仍處于快速發(fā)展時期。從圖2(b)可以看出，國內關于無軸承永磁同步電機的研究所占比例****，其次為無軸承異步電機，無軸承同步磁阻電機所占比例最小，同時，關于磁軸承的研究和無軸承電機的綜合研究（包括綜述]也占有相當大的比例。
2無軸承永磁同步電機結構研究
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