耐高溫永磁電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)

唐勇斌，郝曉宇，揭 軍，周晶晶

(北京自動化控制設(shè)備研究所，北京100074)

耐高溫永磁電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)

唐勇斌，郝曉宇，揭 軍，周晶晶

(北京自動化控制設(shè)備研究所，北京100074)

航天的應(yīng)用背景對電機(jī)提出了耐高溫穩(wěn)定運(yùn)行的要求。高溫、低溫、真空等航天惡劣環(huán)境給電機(jī)系統(tǒng)帶來新的問題，電機(jī)內(nèi)部電磁場、流體場、溫度場、應(yīng)力場之間的耦合問題突出，材料及器件特性發(fā)生非線性變化，電機(jī)損耗、溫升分析難度增大，驅(qū)動與控制策略復(fù)雜。簡要介紹了航天用電機(jī)的特點(diǎn)，同時詳細(xì)分析了耐高溫電機(jī)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和耐高溫永磁電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)。

耐高溫；永磁電機(jī)；損耗；溫度場

0 引言

航天、航空等領(lǐng)域要求電機(jī)能在高溫、低溫或真空等惡劣環(huán)境下正常工作，然而在超過150℃或低于-30℃的溫度條件下，永磁電機(jī)會出現(xiàn)新的技術(shù)難題，常規(guī)的電機(jī)分析和設(shè)計方法具有很大的局限性。

本文在分析國內(nèi)外耐高溫電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了耐高溫永磁電機(jī)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，例如：電機(jī)多物理場分析方法、電機(jī)材料與電子器件特性分析、永磁電機(jī)損耗、溫升和冷卻分析、電機(jī)失效機(jī)理及壽命預(yù)估方法、永磁電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)等。

1 國內(nèi)外耐高溫永磁電機(jī)發(fā)展概況

1.1 航天用電機(jī)的特點(diǎn)

在航天用電機(jī)領(lǐng)域，衛(wèi)星太陽能帆板展開機(jī)構(gòu)和天線伺服驅(qū)動機(jī)構(gòu)上的電機(jī)工作溫度可達(dá)到120℃以上；平流層飛行器電機(jī)工作環(huán)境溫度為-70～55℃，工作環(huán)境大氣壓為4000Pa～0.01MPa；最典型的是月球車電機(jī)，美、蘇聯(lián)、中國等均研制出了登月車用電機(jī)，電機(jī)在-80～170℃的寬溫度范圍和真空條件下正常工作[1]。……