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日本开发出稀土类磁铁的用量减半的EV驱动马达 |
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| http://cn.newmaker.com
5/24/2010 11:46:00 AM
日经BP社
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名古屋工业大学开发出了用于EV（电动汽车）和HEV（混合动力车）的驱动马达。除了旨在形成旋转磁场的主线圈外，还另外设置了辅助线圈。与市售的HEV驱动马达相比，虽然将稀土类磁铁的用量减半，但却实现了同等程度的输出密度。
此次开发出来的马达原则上是在转子中使用永久磁铁的同步马达。转子为2张在圆周上排列放射状突起的圆板（图）错开相位叠加而成。转子之间夹有圆板状的永久磁铁。因此，如果组合使用两张圆板的话，磁极在圆周上以NSNS的方式排列。
名古屋工业大学在马达定子侧的两个端面，设置了除旨在形成旋转磁场的线圈以外的辅助线圈（图）。由于转子层叠了两张圆板，因此转子的一个端面的任何地方都是N，另一个端面的任何地方都是S。为此，如果在其旁边设置辅助线圈、其中流过直流电流的话，便可以从表面上加强或削弱永久磁铁的磁力。
马达的构造定子的两个端面设置了辅助线圈
构成马达的各个部件在定子端面看到的是辅助线圈
要想形成该构造，需要使用沿着转子端面流动的磁通量。为此，可以采用SMC（SoftMagnetic Composites=软磁性复合材料）磁芯，使用转子面内磁通量以外的磁通量。SMC磁芯对粒径为100μm的微细铁粉进行了压缩成形。除了任何一个方位都可以轻松产生磁通量外，还有涡电流较小的特点。
EV/HEV的驱动马达此前存在的问题是一旦旋转次数变高，就会对绕线产生反电动势，并难以维持转矩。为了减小反电动势的影响，需要进行名为弱磁的操作。具体做法是包括向磁场绕线提供不同于旨在获得逆变器旋转力的其他成分电流、减少绕线圈数以及采用升压转换器等选项。
在向追加的辅助线圈中导入电流并实现弱磁，是除此以外的第四个选项。反之，实现“强磁”可以减少永久磁铁的用量。
名古屋工业大学的开发目标是日本大型汽车厂商在2005年上市的SUV（Sport Utility Vehicle，多功能运动车）型HEV中实际配备的驱动马达。
名古屋工业大学已经试制出小型马达并测量了转矩密度和输出密度，并确认到了具有与市售车同等的性能。旋转次数较低时，可以通过使用强磁来提高转矩。该大学采用约为现有HEV驱动马达一半用量的517g稀土类磁铁，实现了与市售车同等的4.9N·m/kg转矩密度和3.4kW/kg输出密度。
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