《大电机技术》孙玉玺等工作：基于非晶合金的高速磁浮直线电机长定子铁耗计算

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校对筱苹

图片来源：非晶中国大数据库

非晶合金具有良好的导磁特性，磁化性能好。磁化和去磁过程极易完成，矫顽力相比于传统无取向硅钢片小得多，因此非晶合金材料的磁滞损耗较硅钢小很多。非晶合金叠片的厚度小，仅有0.026mm，导电性能较差，因此，非晶合金的涡流损耗也比硅钢材料小很多。综合以上优点，将非晶合金作为直线电机的铁芯导磁材料，理论上可以有效地降低电机的铁芯损耗。然而，非晶合金材料的缺点也限制了其广泛应用。其一，非晶合金材料对制备工艺的要求十分严格，冷却速度、退火方式以及真空度等因素会影响其性能及电磁特性的稳定程度。其二，非晶合金具有薄脆的特性，使其在实际工程应用中的可靠性受到制约。其三，非晶合金材料的铁耗对应力十分敏感，实测的损耗曲线会随着加载应力的改变有着较为明显的变化。因此，在计算实际应用当中的铁芯损耗时，还需要考虑应力对非晶合金材料的影响，增加了计算的复杂程度。

中车青岛四方机车车辆股份有限公司孙玉玺等人文针对非晶合金常导型高速磁浮直线电机，建立了静态悬浮电磁铁的电磁场数值计算模型，对不同运行速度下的悬浮电磁力进行计算，在保证静态悬浮电磁力不变的前提下，分别计算了基于无取向硅钢和非晶合金两种材料的直线电机长定子铁芯损耗。相关研究成果于2022年9月在《大电机技术》上发表。

研究人员针对常导型高速磁浮直线电机，采用有限元方法计算了硅钢和非晶合金两种材料对电机气隙磁密以及悬浮电磁铁悬浮力的影响，在此基础上，对比计算了两种铁磁材料铁芯在不同运行速度下的损耗。通过对比计算，发现在相同的电气参量条件下，非晶合金取代硅钢并不会对悬浮电磁铁的悬浮力产生影响，但铁耗会极大下降，无论电机运行于低速还是额定速度，非晶合金铁芯损耗都远低于硅钢铁芯。该研究为非晶合金应用于高速磁浮直线电机提供了有效的理论支撑。

该研究得到了青岛市科技计划重点研发专项的支持。