新结构大级数永磁电机-中国国际科技促进会

随着钕铁硼、钐钴5等稀土永磁材料的普及应用，电机的研究与开发进入了稀土永磁电机的新阶段。永磁电机用永磁式（稀土磁钢）替代了电磁式转子，相对于传统电机在大功率、高转矩、高性能等方面产生了跨越式发展，尤其是在质量输出比上产生了数量级的变化；同时，永磁电机的设计理论、计算方法、结构工艺和控制技术等研究工作也出现了崭新的局面，产生了场路结合的分析计算和CAE软件设计方法。
稀土永磁电机优点：
稀土永磁材料在中国储藏丰富；

电机设计坚固，质轻，散热系数高，可自然风冷；
长寿命，产品连续运转多年无故障；
无刷、无磨损、无噪音；
实现超高效率，可达97%左右；
超强扭矩，持久性强力矩；
可N个电机叠加串并联使用，增大扭矩；

制作工艺精简高效，适合大批量生产。

目前，所有电力系统应用领域所采用的供电方式，绝大多数是属于三相制交流电路，现有三相永磁电机一般采用多匝数线圈，当功率密度增大时，用铜量和重量会显著增加，同时散热困难。三相永磁电机一般适合于高转速应用，当需要低速大扭矩时，必须加装减速器，降低了系统效率，增加了故障率。
新结构大极数永磁电机所运用的原理和路径与传统电机有很大不同，被认为是电机领域的一项突破性、颠覆性技术。它采用单匝、多极、无相带绕组的变革性技术，使其具有低速大扭矩、减重、节材、节能等特点和散热好、温升低的优点，同时由于采用高极数大惯量的转子，使其具有良好的抗负载冲击能力。
由于该电机无阻尼绕组、无励磁绕组，突然短路时的纵轴磁通路径与稳态时相同，亦即突然短路发生后就立即进入稳定短路状态，从而不必考虑突然短路的影响。
新结构电机在绕组方面具有全新特色，它完全摒弃了传统电机的相带概念，在每个槽中均有三相绕组的导体，利用绕组抽头来构成三相绕组，形成无相带的单层同心式绕组，这样绕组在几何上形成单层单匝波绕组，等同于利用全部槽数的单相电机绕组，绕组计算可按单相电机处理。其端部连接线长度很短，已达到极限，同时采用高的电流密度值，使得总用铜量只有传统电机的30%。
由于采用高极数、开口槽，并且绕组端部极短，因而温升低、散热好。新结构电机在性能设计上与常规电机有较大不同，如小的电抗和电枢电阻，较低的损耗及较高的效率。每槽的3根导体感应电动势小，不需要槽绝缘、相间绝缘和层间绝缘，因此绕组散热良好，在其他条件不变时，可以提高电流密度，增大输出功率。
电机是用电量大的耗电机械，因而国家制定了严格的电机能效标准及能效限定值。新结构大极数永磁电机的最大优势是节能，在同功率、同转速情况下，扭矩可以提高3倍，这意味着在实现扭矩需求的情况下，能耗可降低60%左右，从而为能耗大的电机提供了更新换代的产品。