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
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。
1.1 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]。……