- 頭條華中科技大學科研團隊發表磁齒輪復合電機的研究綜述2022-08-12 作者：黃海林、李大偉 等 | 來源：《電工技術學報》 | 點擊率：導語強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學）的研究人員黃海林、李大偉、曲榮海、任翔，在2022年第6期《電工技術學報》上撰文，首先介紹磁力齒輪及多種磁齒輪復合電機的工作原理，介紹和比較磁齒輪與電機常見的復合方式及其特點；按照單元排布方式、調制結構、電機及磁齒輪類型等分類梳理近年來磁齒輪復合電機在拓撲結構上的研究和創新，介紹各類磁通方向及運行方式磁齒輪復合電機的研究。然后介紹MGM近年來在高減速比、低成本、無級變速等一些關鍵問題上的進展。最后總結磁齒輪復合電機的業界應用現狀，并對其應用前景進行展望。
磁齒輪復合電機（Magnetic Geared Machine,MGM）是一類新型雙轉子永磁電機。磁齒輪復合電機在結構上由磁場調制型磁力齒輪和傳統永磁同步電機復合而成，其根據復合方式的不同可以劃分為多種不同的拓撲類型。由于引入了磁力齒輪的磁場變極和減速效應，磁齒輪復合電機可看成自帶減速器的電機系統，能成倍放大永磁電機的輸出轉矩，實現轉矩密度的大幅提升。
相比于同樣采用磁場調制變極效應提升轉矩的游標電機、雙邊永磁電機、無刷雙饋電機和初級永磁直線電機，磁齒輪復合電機漏磁小，功率因數與常規永磁電機相近，遠高于游標電機，因此更適用于大負載場合。隨著磁齒輪復合電機結構及原理研究的不斷深化，以及一些傳統電機結構及分析方法的引入，磁齒輪復合電機的性能及應用領域得到擴展。
磁齒輪復合電機將磁力齒輪與電機復合，實現了結構的緊湊化和高效化，同時兼具非接觸傳動特性，使其在過載保護、密封傳動、振動噪聲、可靠性和維護性等方面具有顯著優勢。磁力齒輪與電機復合方式靈活，拓撲結構多變，在近年來獲得了廣泛研究，其中一些拓撲能夠實現100N?m/L以上的轉矩體積密度。目前，磁齒輪復合電機在電氣交通驅動、新能源發電、功率分配、石油化工等領域均表現出良好的應用前景，已成為電機領域的研究熱點之一。
強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學）的研究人員黃海林、李大偉、曲榮海、任翔，在2022年第6期《電工技術學報》上撰文，首先介紹磁力齒輪及多種磁齒輪復合電機的工作原理，介紹和比較磁齒輪與電機常見的復合方式及其特點；按照單元排布方式、調制結構、電機及磁齒輪類型等分類梳理近年來磁齒輪復合電機在拓撲結構上的研究和創新，介紹各類磁通方向及運行方式磁齒輪復合電機的研究。然后介紹MGM近年來在高減速比、低成本、無級變速等一些關鍵問題上的進展。最后總結磁齒輪復合電機的業界應用現狀，并對其應用前景進行展望。
研究人員指出，歷經十余年的發展，磁齒輪復合電機已成為直驅電機領域主流的研究方向之一。磁齒輪復合電機在一些方面具有傳統機械齒輪-電機系統無可比擬的優勢，但同時也存在減速比較低、材料成本較高等問題，對這些問題的研究和解決是目前磁齒輪復合電機主要的發展方向。
目前，國內外已開始逐步將磁力齒輪及磁齒輪復合電機進行產業化，如英國的Magnomatics公司，德國的Witte泵業以及GEORGII KOBOLD公司等。可以發現，除了減速型磁齒輪復合電機，升速型磁齒輪復合電機在電驅動泵以及電動飛機等領域也有一定應用前景。
他們認為，隨著市場對磁力傳動優勢的認知深化以及研究界對其性能的進一步探索，磁齒輪復合電機有望具備更高的市場競爭力，實現對現有低速直驅電機技術的革新。
本文編自2022年第6期《電工技術學報》，論文標題為“磁齒輪復合永磁電機拓撲及應用綜述”。第一作者為黃海林，強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學）博士研究生，研究方向為磁力齒輪與新型永磁電機。通訊作者為李大偉，強電磁工程與新技術國家重點實驗室（華中科技大學）副教授，研究方向為新型永磁電機、伺服電機和電動飛機用電機系統。本課題得到了國家自然科學基金的資助。
