電機是我們都很熟悉的一種驅(qū)動裝置，在很多機械中都能夠見到，可以說為我們的工業(yè)生產(chǎn)提供了非常大的便利。耐高溫電機作為電機的代表性種類受到大家的關(guān)注，那么耐高溫電機的發(fā)展方向和現(xiàn)狀是怎樣的呢?下面我們來了解一下。
航天、航空等領(lǐng)域要求電機能在高溫、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，永磁電機會出現(xiàn)新的技術(shù)難題，常規(guī)的電機分析和設(shè)計方法具有很大的局限性。
本文在分析國內(nèi)外耐高溫電機發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了耐高溫永磁電機涉及的關(guān)鍵技術(shù)，例如: 電機多物理場分析方法、電機材料與電子器件特性分析、永磁電機損耗、溫升和冷卻分析、電機失效機理及壽命預(yù)估方法、永磁電機驅(qū)動控制技術(shù)等。
國內(nèi)外耐高溫永磁電機發(fā)展概況
1、航天用電機的特點
在航天用電機領(lǐng)域，衛(wèi)星太陽能帆板展開機構(gòu)和天線伺服驅(qū)動機構(gòu)上的電機工作溫度可達到120℃以上; 平流層飛行器電機工作環(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，美、俄羅斯、中國等 均 研 制 出 了 登月車用電機，電機在-80 ～170℃的寬溫度范圍和真空條件下正常工作。
電機的工作溫度范圍越寬，月球車的工作效率越高。目前，美國正在研究火星車用電機，溫度范圍更寬。相對于月球車上的其他功能部件，電機系統(tǒng)的環(huán)境往往是最惡劣的，由于其他部件可以采用溫控系統(tǒng)進行散熱或隔熱處理，而電機作為基本的驅(qū)動部件，在結(jié)構(gòu)上采用溫控系統(tǒng)相對困難，尤其是電機自身發(fā)熱，使得電機內(nèi)部溫升更高。我國對月球車用電機工作的溫度范圍相對較窄，主要原因是對材料特性變化、電機失效機理和可靠性設(shè)計缺乏研究及工程經(jīng)驗積累。在其他航天用電機方面，我國一直在根據(jù)型號任務(wù)的需求進行產(chǎn)品研發(fā)，對于電機是否能夠滿足高溫、低溫等惡劣環(huán)境要求，一般是通過實驗進行考核，而模擬實驗環(huán)境的可信度有待驗證。
基于航天的應(yīng)用背景，作為執(zhí)行器基礎(chǔ)部件的電機經(jīng)常工作在惡劣環(huán)境和極限工況下。受航天飛行器有限的體積和質(zhì)量限制，系統(tǒng)對電機提出高的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度等要求，期望電機具有高的加速度和高的穩(wěn)定工作電流密度; 另一方面，航天應(yīng)用背景對電機的可靠性和壽命又提出極高要求。為保證電機具有高可靠性，實際應(yīng)用中往往采用增大電機體積或降低電流密度的方法。因此需要折中處理高功率密度與高可靠性兩者之間的矛盾關(guān)系。同時，航天飛行器中電機的冷卻環(huán)境和冷卻條件受到制約，基本上不允許采取水冷等措施，而且該類電機常在高速、高轉(zhuǎn)矩工作點運行，發(fā)熱溫升更嚴重。電機溫升過高可造成永磁體失磁、絕緣層損壞甚至電機燒毀等事故。因此，研究耐高溫永磁電機的理論與技術(shù)體系具有重要意義。
綜上所述，耐高溫電機的發(fā)展現(xiàn)狀還是比較令人樂觀的，耐高溫電機的技術(shù)也得到了非常好的發(fā)展。雖然說目前還面臨著一些挑戰(zhàn)，但是也是可以客服的。耐高溫電機現(xiàn)在正在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著作用，就讓我們來期待吧。
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