日本大學(xué)開發(fā)出首款軸向間隙型輪內(nèi)SR馬達(dá)

日本的東北大學(xué)開發(fā)出了與采用稀土（稀土類）的現(xiàn)有永磁馬達(dá)扭矩相當(dāng)?shù)妮S向間隙型SR（開關(guān)磁阻）馬達(dá)。軸向間隙型在永磁馬達(dá)中并不少見，但在SR馬達(dá)中卻是全球首例。另外，該研究的一部分為與日立制作所日立研究所的共同研究。SR馬達(dá)的制造得到了日立制作所的協(xié)助。

SR馬達(dá)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，定子包括鐵芯和線圈、轉(zhuǎn)子只有鐵芯，其特點(diǎn)是結(jié)實(shí)耐高溫，因此有望用作HEV（混合動(dòng)力車）和EV（純電動(dòng)汽車）用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。不過，存在的問題是比使用稀土的同尺寸永磁馬達(dá)扭矩小。

因此，此次通過調(diào)整SR馬達(dá)的構(gòu)造，由普通的徑向間隙型（圖1）變成兩個(gè)轉(zhuǎn)子夾著定子的軸向間隙型（圖2），從而增大了扭矩。另外，鐵芯材料不使用Fe-Co（鐵-鈷）而使用普通的馬達(dá)鐵芯材料硅鋼板，從而降低了成本。

東北大學(xué)對(duì)此次試制的軸向間隙型SR馬達(dá)（圖3）的扭矩進(jìn)行了測(cè)量（圖4）。實(shí)線和虛線代表相同尺寸相同極數(shù)的軸向間隙型和徑向間隙型SR馬達(dá)的扭矩密度和線圈電流密度計(jì)算值。菱形線代表軸向間隙型的實(shí)測(cè)值。馬達(dá)直徑為266mm，長(zhǎng)度為130mm，極數(shù)為定子18極、轉(zhuǎn)子12極。

由此可見，軸向間隙型SR馬達(dá)的扭矩比原來的徑向間隙型SR馬達(dá)大得多。在線圈電流密度達(dá)到汽車馬達(dá)功率所要求的20A/mm2時(shí)，比較扭矩密度，發(fā)現(xiàn)軸向間隙型SR馬達(dá)為39.6N·m/L，是原來的徑向間隙型SR馬達(dá)的約1.5倍。有報(bào)告指出，現(xiàn)行HEV使用的永磁馬達(dá)的扭矩密度為35～45N·m/L，可見此次的軸向間隙型SR馬達(dá)的扭矩密度已經(jīng)達(dá)到與之匹敵的水平。

以前，不使用永久磁鐵的馬達(dá)與使用永久磁鐵的馬達(dá)相比，扭矩和效率低，而采用此次的成果，通過調(diào)整馬達(dá)的構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)相同的性能。

今后將把此次開發(fā)的軸向間隙型SR馬達(dá)作為輪內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)應(yīng)用于電動(dòng)巴士（圖5），通過實(shí)際行駛試驗(yàn)等，進(jìn)一步考察其實(shí)用性。今后，通過確立最佳形狀和最適設(shè)計(jì)方法，還有可能超過永磁馬達(dá)的性能。