非晶电机的优势及其研究进展

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1、万方数据⋯一堕壁熏丝⋯2—011．兰兰塑⋯⋯⋯⋯⋯～⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。贬雹差一⋯：非晶电机的优势及其研究进展张广强，周少雄，王立军，李山红，黄书林(钢铁研究总院安泰科技股份有限公司，北京100081)摘要：通过对比铁基非晶合金和硅钢材料的软磁性能，总结了非晶合金材料应用于电机定子铁心在提高电机效率、节约能源和原材料以及环境保护等方面均具有的显著优势。综述了国内外非晶电机的研究和进展，并展望了非晶电机的发展前景。关键词：非晶电机；铁心；软磁材料中图分类号：TM359．9文献标识码：A文章编号：1004—7018(2011)03一∞73—03AdvantagesandResearchP

2、rogressofAmorphousAlloyMotorsZHANGGuang—qiang，ZHOUShao—xiong，WANGLijun，LIShan-hong，HUANGShu—Zin(CenterIron&SteelResearchInstitute，AdvancedTechnology&Materials．Co．，Ltd．，Beijing100081，China)Abstract：WiththecomparisonofthesoftmagneticpropertiesbetweenFe—basedamorphousalloyandsiliconsteel，theadvantages

3、ofFe-basedamorphousalloyappliedinmotorironcorewereproposedtoincreaseincreasingthemotoreffi—ciency，savingenergyandrawmaterialsandprotectingenvironment．Theresearchanddevelopmentoftheamorphousmetalmotorathomeandabroadwerebrieflysummarized，andtheprospectsforamorphousalloymotorwerepredicted．Keywords：amo

4、rphousalloymotor；ironcore；softmagneticmaterialO引言非晶态合金又称金属玻璃，是一种诞生于20世纪60年代的新型软磁材料。非晶合金内部的原子以杂乱无序或短程有序的状态堆积在一起，形成非晶合金凝聚态。这种特殊的结构使其具有低损耗、低矫顽力、高磁导率、耐腐蚀及耐磨等优良特征，进而得到了世界各国学者的强烈关注和广泛研究。目前，非晶合金材料已经成功地应用于电力、电子变压器领域，可使变压器的空载损耗降低70％以上。电机作为第一大电能消耗设备，一旦突破非晶合金材料应用于电机铁心的关键技术，将会带来比电力变压器更加显著的节能效果和巨大的经济价值。美国橡树岭国家实

5、验室向美国能源部提交的2008年度研究报告中指出，非晶电机除成本外，是目前唯一能够满足FreedomCAR效率和功率密度技术指标的电机方案。随着能源危机和环境问题的日趋严峻，各国能耗和排放管理法规越来越苛刻，高能效非晶合金电机将成为电机发展的必然趋势。1非晶合金材料应用于电机的优势非晶合金材料是一种新型双绿色软磁功能材料，非晶合金是以每秒钟百万摄氏度的速度从热钢液直接冷却到非晶薄带成品，省掉了一般冷轧金属收稿日期：2011—12—14制造工艺中的许多中间工序，节约了大量的能源，据i推算生产1kg非晶合金比生产相同重量的冷轧硅；钢片可节约1L石油。此外，非晶合金材料具有优j异的软磁性能，应用于

6、电机铁心可以显著降低电机：的铁心损耗。非晶材料内部结构中原子呈长程无序排列，这!种特殊的结构使其具有优异的磁性能、力学性能和{耐腐蚀性。目前达到实用化的非晶材料有多种，其!中3d过渡金属一非金属系非晶合金由于具有优异}的软磁性能而被大量生产，世界上年产量过万吨级；的两大生产商分别是日本的日立金属和我国的安泰i科技股份有限公司。该种软磁非晶材料按成分还可{以分为Fe基非晶合金、Fe—Ni基非晶合金和Co基}非晶合金，其中Fe基非晶合金(如Fe帅B加、Fe，。B。，isi，等)具有高的饱和磁感应强度B。(1．56～1．80T)、高的居里温度和低的成本，因此较其它非晶软i磁材料而言更适合应用于电机

7、铁心。!蓄目前传统电机的铁心材料均使用热轧或者冷轧i电的硅钢片，其中冷轧硅钢片的性能高于热轧硅钢片。j酷表l给出了铁基非晶合金与冷轧硅钢片的性能参i餮数，对比发现铁基非晶合金除了饱和磁感应强度和l罂居单温度低于冷轧硅钢片之外，其余性能参数均显}研著优于冷轧硅钢片。对于电机而言，铁心损耗由磁i鑫滞损耗和涡流损耗两部分构成，其中磁滞损耗P。等i展于磁场交变的频率厂乘以铁心的体积y和磁滞回线!的面积，即：鳓万方数据