船用一体化泵永磁电机设计与研究

蒋超，乔鸣忠，彭威

（海军工程大学 电气工程学院，湖北 武汉 430033）

水泵是船舶上的重要机械，目前船用水泵基本都使用三相异步电机。电机一般通过联轴器与水泵相连，使机泵系统体积较大，挤占狭窄船舱的有效空间；电机一般采用风扇冷却，空气噪声较大，对狭窄船舱内人员身心健康具有不利的影响；而且异步电机的效率和功率因数通常低于同步电机。随着社会和科技的进步，电机设计理念逐步从通用型设计向个性化、精细化设计发展，船用水泵独特的应用环境对其配套电机的体积和噪声性能提出了不同于陆用电机的特殊要求。

永磁电机不需要异步电机中的励磁电流，比异步电机效率更高，相同功率下体积更小；功率较小时可省去散热风扇，减小空噪，比异步电机更适合船舶水泵。通过在转子上加装启动笼，永磁电机可在工频下异步启动，适应船舶的供电系统。在自启动永磁电机启动过程中存在3种转速的磁场，转速相同的磁场相互作用生成启动过程中的平均转矩，转速不同的磁场相互作用生成均值为0的脉动转矩；平均转矩是顺利启动的关键[1]。

20世纪80年代，国外学者就开始进行了自启动永磁电机的研究，其中以格拉斯哥大学的Miller最为典型[2]。国内方面，东南大学的程明[3]较早开展了自启动永磁电机的研究，采用解析法推导出了自启动永磁电机能否牵入同步的判据。沈阳工业大学赵清[4]研究了自启动永磁电机采用径向、切向、U型、W型4种不同转子磁路结构时永磁体能提供磁通的最大面积，并给出了相应的表达式，转子内外径一定时，W型转子磁路能提供最大的磁通量。……