探究混合励磁电机技术综述与发展

冯地爽

摘 要：随着全球工业化进程的加快，攻击技术的飞速发展，永磁电机已不能满足当前工业技术的需要，永磁电机也发展成为混合励磁电机。此外，混合励磁电动机继承了永磁电动机的特性，并且电动机气隙磁场更平滑并且可以调节。在运行过程中启动的转矩大，速度调节的范围更廣，发电的时候电压调节能力也更强。混合励磁电动机渐渐取代了永磁电机，并已在工业技术中得到更广泛的应用。文章对混合励磁电机的基本特点进行阐述，分析其磁场调节和控制技术方面的相关原理，针对现在所存在的问题与不足进行了深刻的探讨，并确定混合励磁电动机的未来发展前景，以及研究方向。

关键词：混合励磁电机；发电；驱动控制

采用新型稀土永磁体，永磁同步电机和其他稀土永磁电机在效益方面有着明显的提升。因为有着体积小工作且效率高等的优点，在工业驱动上得到了极高的认可度。但是永磁材料有其固定的特性，在被用于电动时的调速就大打折扣了，在电动汽车、航天航空等直接驱动的运用下有着一定的限制。用于发电的电压调节率太大，并且难以确保电源的质量。怎样才能有效的控制与调节气隙磁场一直是研究上难以突破的瓶颈。

一、混合励磁电机的基本结构

1.1基本类型

由于混合励磁功率可以调节和控制结构中的气隙磁场，所以他相对于过去使用的永磁电机有着突破性的成长，通过对于电场绕组电流的有效控制，也可以相对地控制和调节电动机的气隙磁场。在电动机中，永磁体磁势与电激励磁势之间起着相互的作用。其具有串联磁路和串联并联合磁路以及独立的并联磁路这三种磁路特性。永磁场磁路和电励磁场电路这两者都有着相对独立的特性，但两者在气隙中又能有进行相互的作用，形成电动机的主磁场。两者之间有并联和串联的部分，它们都可以形成电动机的主磁场。

1.2转子永磁性混合励磁电机

转子永磁混合励磁电动机主要包括：同步磁阻电动机，无刷直流电动机等，其中以永磁同步电动机和无刷直流电动机作为代表，它已广泛应用于工业驱动和伺服控制。改变拓扑结构之后，对其进行直流励磁绕组的引入，实现混合励磁，永磁同步电动机既可以使用在宽调速驱动的牵引方面。或者无刷直流电机的宽调速牵引驱动牵引力和其他限制性问题可以得到有效解决。能够在一定程度上对永磁电机的运用范围进行拓展，故而，对转子永磁混合励磁电动机的研究，可以使转子永磁混合励磁电动机在工业技术的运用上，得到更好大发展与应用。

二、混合励磁电机的控制技术

将混合励磁电动机与永磁电动机放在同一个基准上进行比较的话，永磁电动机具有电枢绕组和调节磁场的辅助电励磁绕组，并增加可控的励磁电流变量。从控制的层面上来看，它可以对励磁绕组电流和电枢绕组电流分别进行单独的控制。还能对励磁电流和电枢电流根据系统要求进行调控。所以其有着灵活多样的控制方式。想要控制混合励磁电动机的话，是需要以励磁电流和电枢电流的进行作为前提的，这样就能够协调和控制不同变速驱动系统的性能及指标。通过调节励磁电流和电枢电流，使其能够达到最佳的运行效果，从而能够提高整体的运作效率。控制方法是增加两个控制器：励磁电流分配控制器和励磁电流控制器，这样可以使得操作过程更加便利。但同时也提升了控制上的复杂性。

三、混合励磁电机的发展趋势

总而言之，因为我国对混合励磁电机的研究进程较慢时间较短，并且在材料方面和设备方面以及整体制造和加工生产技艺都要更落后一点，这也就使得我国对混合励磁电动机的研究程度还远远不够，对于需求的发展也远远不及其他发达国家，并且无法独立生产出可以使用的成熟产品。混合励磁电动机是基于永磁电动机的现有功能及原理为前提，泳衣改善永磁电动机的原有缺陷。混合励磁电动机的研究和设计方面不同于永磁电动机。首先，合理的对混合励磁电动机结构研究可以有效地提高原有永磁电动机的整体性能，探讨电励磁与永磁比的对混合励磁性能的影响；其次，对混合励磁电机效率优化技术的研究，能使混合励磁电机在调速范围内保持较高的功效；三，混合励磁电动机变速传动控制技术研究，是主要针对混合励磁电动机性能在不同情况下所具有的不同要求，采用最新的数字化处理方法，提高混合励磁电动机系统的抗干扰能力；第四点，对混合励磁电动机可靠性技术的研究，这一研究使得混合励磁电机功率下的混合励磁电机的稳定性和可靠性得到整体的提升。

结束语

混合励磁电动机不仅继承了高效率和高密度永磁电动机的优点，而且具有更宽的电压调节范围，可用作发电机的电源。在许多工业领域、舰船等国家军事方面也得到了更好的应用。混合励磁电机的电机结构形式和控制技术都应进行更好的优化和发展，虽然近些年混合磁力电机的控制、设计和应用已经有了一定的发展，但是还处于初步发展阶段，整体上还不够成熟。因而，随着该技术发展的不断加速，以及对其研究的不断深入，混合励磁电机技术将逐步走向成熟，其性能方面也能得到提升。有助于新型航空启动发电系统以及高效汽车驱动系统的早日实现。

参考文献：

[1]王毅，包西平.混合励磁同步电机及其控制技术综述与发展趋势[J].微电机，2017，50（09）：63-69+78.

[2]林楠，王东，魏锟，张庆湖，易新强.新型混合励磁同步电机的数学模型与等效分析[J].电工技术学报，2017，32（03）：149-156.

[3]赵纪龙，林明耀，付兴贺，黄允凯，徐妲.混合励磁同步电机及其控制技术综述和新进展[J].中国电机工程学报，2014，34（33）：5876-5887.

[4]宁银行，刘闯，姜仁华，张磊，朱姝姝.混合励磁同步电机的技术方案分析[J].现代雷达，2016，38（10）：54-60.

[5]耿伟伟，张卓然，于立，严仰光.新型并列式混合励磁无刷直流电机结构原理及其磁场调节特性[J].电工技术学报，2013，28（11）：131-137+154.

[6]李优新，王胜强，黎勉，冯杰.一种新型混合励磁电机驱动系统的研究与实现[J].电力电子技术，2013，47（11）：78-80.