王坚强，王 嘉



高速永磁推进电动机系统发展现状及展望

王坚强1，王 嘉2

（1. 武汉船用电力推进装置研究所，武汉 430064；2. 武汉数字工程研究所，武汉 430074）

在电力推进系统中，可采用高速永磁推进电机满足高转矩密度和高功率密度的应用要求。本文分析了高速永磁推进电机显著特点，介绍了机械齿轮减速、同轴磁齿轮减速，PDD准直驱式永磁电动机，磁悬浮轴承和无轴承电机工作原理。展望了高速永磁推进电机系统的发展趋势。

高速永磁电机 机械齿轮 磁齿轮 PDD永磁电机 磁悬浮

0 引言

随着综合电力推进技术的发展，对推进电机的要求越来越高，除满足调速和推进功率的需求外，高功率密度、高转矩密度、低噪声也是重要的技术指标。在最近20年，永磁电机技术的发展集中体现在下列高功率密度永磁电机上：

1）横向磁通永磁同步电动机 PM transverse flux motor (TFM)；

2）盘式无刷永磁电动机 PM brushless disc type motors（DTM）；

3）独立集中绕组无刷永磁电动机（近极槽配合永磁电动机）PM brushless machines with non-overlapping concentrated coils。

上述永磁电机在功率密度上有了很大的提高，但由于推进螺旋桨需要低转速，低转速限制了永磁电机在功率密度上进一步提高。

依据相关报道[1]，现在低速永磁电机功率达到65 MW。与此同时, 又有报道称[2]，现在高速永磁电动机应用越来越广泛，最高速度已达到1 000 000 rpm。兆瓦级高速永磁电机具有更高的功率密度和更小的体积，在船舶电力推进上有更广阔的应用前景。以一个20 MW、10 000 rpm的永磁电动机为例，其重量只有3 488 kg[3]。而英国Roll-Royce公司设计的20 MW、180 rpm的高功率密度永磁电动机重量有65吨。……