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电动汽车领域。电动汽车/混合动力汽车以其超低的排放甚至零排放、节能环保等特点,受到了格外的重视,并获得日益广泛的应用。电机驱动系统是电动汽车的心脏。但电动汽车的特殊运行环境和条件,要求电机系统体积小、重量轻、效率高、可靠性强、免维护、转矩出力大等。尤其是在混合动力汽车中,电机系统常与内燃机集成为一体,环境和温度高,对电机系统的冷却散热提出了严峻挑战。
在定子永磁型电机中,永磁体和电枢绕组均位于定子侧,易于对永磁体和绕组进行直接冷却,因此很适合电动汽车领域。混合动力汽车用三相定子12槽/转子10极FSPM电机,该电机采用模块化结构,可以明显提高电枢绕组槽满率,并减小绕组端部尺寸,使得电机更为紧凑,进一步提升汽车空间利用率。
飞轮储能领域。在飞轮储能系统中,电机驱动飞轮非常快速地旋转,将电能转换成飞轮的旋转机械能,使得飞轮储能系统很适合用作电网能量缓冲器和可再次生产的能源发电系统的储能装置等。
但是,采用传统转子永磁电机驱动的飞轮储能系统,即使既不充电也不放电,飞轮处于待机储能状态时,非常快速地旋转的永磁体,将在电机铁心中产生大量损耗,不仅增加了发热量,给飞轮系统的散热提出了更加高的要求,而且导致储能时间只能维持数分钟甚至更短,极大地限制了应用范围。
定子永磁型电机的转子由整块硅钢片叠压而成,结构相对比较简单坚固,很适合高速运行,令电机转子与飞轮直接耦合,可以明显提高飞轮储能系统的能量转换效率及运行可靠性。尤其是使用磁通记忆永磁电机,在飞轮储能系统进行能量转换前对永磁体充磁,在能量转换完成后再对其去磁,避免了转子随飞轮旋转所产生的铁心损耗,飞轮在储能待机状态近似零损耗。
在飞轮放电时,更可根据飞轮转速的高低合理控制永磁体磁化水平,在保障正常放电的前提下,使电机铁耗最小,从而能够明显提高能量利用效率,延长飞轮储能时间。
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