稀土永磁电机的关键技术与高性能电机开发.pdf

第27卷第2期沈阳工业大学学报Vol127No12
2005年4月JournalofShenyangUniversityofTechnologyApr.2005

电气工程文章编号:1000-1646(2005)02-0162-05

【特邀】
稀土永磁电机的关键技术与高性能电机开发

唐任远
(沈阳工业大学特种电机研究所,沈阳110023)

摘要:永磁电机以永磁体产生的磁场为媒介进行机械能和电能的相互转换.在扼要介绍了与稀
土永磁电机密切相关的永磁材料的基础上,阐述了稀土永磁电机分析理论、设计计算方法、磁路结
构、优化设计、防失磁等应用基础理论与共性关键技术上所取得的进展,简要介绍了所开发的高性
能价格比的多种永磁电机———永磁发电机、高效永磁电动机、交流永磁伺服电机和直流电动机,其
中特别介绍了两种新型结构的永磁电机,并初步展望了稀土永磁电机的发展前景.
关键词:稀土永磁;电机;永磁电机;磁路结构;发展趋势
中图分类号:TM351文献标识码:A

Researchanddevelopmentofrare2earthpermanentmagnetmachines

TANGRen2yuan
(ResearchInstituteofSpecialElectricMachines,ShenyangUniversityofTechnology,Shenyang110023,China)

Abstract:Theimprovementsoftheappliedbasictheoriesandgeneralkeytechnologiessuchasanalytical
theories,designmethods,magneticcircuitstructures,optimaldesignandpreventingdemagnetizationofrare
-earthpermanentmagnetelectricalmachinesarepresented.Permanentmagnetgenerator,highefficiency
permanentmagnetmotor,alternatingcurrentpermanentmagnetservomotoranddirectcurrentmotorare
introducedbrieflyandtheprospectsarelookedforwardto.

Keywords:rare2earthpermanentmagnet;electricalmachine;permanentmagnetmachine;magnetic
circuitstructure;developedprospect

土永磁,产品的最大磁能积达到25816kJ/m3
1背景和概况
(3215MG·Oe);1983年日本住友特种金属公司
永磁电机的发展同永磁材料的发展密切相和美国通用汽车公司各自研制成功钕铁硼(Nd2
关.我国是世界上最早发现永磁材料的磁特性并FeB)永磁,称为第三代稀土永磁.由于钕铁硼永
把它应用于实践的国家,两千多年前,我国利用磁的磁性能高于其他永磁材料,价格又低于稀土
永磁材料的磁特性制成了指南针,在航海、军事钴永磁材料,在稀土矿中钕的含量是钐的十几
等领域发挥了巨大的作用,成为我国古代四大发倍,而且不含战略物质———钴,因而引起了国内
明之一.稀土永磁材料的发展大致分为三个阶外磁学界和电机界的极大关注,纷纷投入大量人
段:1967年美国K1J1Strnat教授发现的钐钴永磁力物力进行研究开发.目前正在研究新的更高性能

为第一代稀土永磁,其化学式可表示成RCo5,简的永磁材料,如钐铁氮永磁、纳米复合稀土永磁等,
称1:5型稀土永磁,产品的最大磁能积超过199希望能有新的更大的突破.稀土永磁具有高剩磁
3
kJ/m(25MG·Oe);1973年又出现了磁性能更好的第Br、高矫顽力Hc、高磁能积(BH)max和线性退磁曲
[1]
二代稀土永磁,其化学式为R2Co17,简称2:17型稀线(室温)等优异的磁性能.稀土永磁电机具有高

收稿日期:2005-02-28
作者简介:唐任远(1931-),男,上海人,博士生导师,中国工程院院士,长期从事稀土永磁电机及其控制的研制开发工作.
第2期唐任远:稀土永磁电机的关键技术与高性能电机开发163

效、质量轻、运行可靠等显著特点,几乎覆盖各种λn(1-fa)
φmN==bmN
电机,是电机学科的重要发展方向.λn+1

我国稀土资源丰富,2003年钕铁硼永磁产量1+λnfa
fmN=λ=hmN(3)
达17000吨,世界第一.我国钕铁硼永磁产量的n+1
2/3用于出口,在国内销售的1/3中目前用于电每极气隙磁通
-4
机的比例很低,