陈 萍，齐婷婷，左 宁

(1.辽宁通用航空研究院，沈阳 110136；2.沈阳航空航天大学民用航空学院，沈阳 110136)

0 引 言

随着化石能源短缺和生态污染问题日益严重，采用新的能源方式替代传统燃油动力以减少大气污染显得十分必要。电能可实现零燃油、零排放，是应对能源环境挑战的首选[1]。电动飞机以电能为主要动力源，作为电驱动系统的关键，轻量化的电机可以有效提升电动飞机推重比以及飞行性能，同时能够节能减材，降低成本，具有一系列社会经济效益，因此开展电机轻量化材料与技术的应用型研究至关重要。

目前，电机轻量化设计的研究分为两个方向。其一，非晶、纳米晶合金是新一代轻质高效、性能优异的磁性材料，广泛应用于变压器、电机铁心，可促进电气产品向轻量化方向发展[2]。文献[3]研究了非晶合金材料在高空飞行器中的应用，验证了非晶合金材料可明显提升高速电机性能。文献[4]对比了非晶、纳米晶合金与硅钢片定子铁心的损耗特性，最终非晶合金定子铁心损耗最低。文献[5-7]分析了非晶合金电机的电磁、温升等性能，研究表明，与硅钢片材料相比，非晶合金材料质量轻，损耗低，磁场响应能力强，在电机轻量化设计中有巨大的发展潜力。其二，对电机结构或电磁参数进行优化设计也可以实现电机的减重。文献[8]利用电磁-热耦合的方法对轮毂电机进行拓扑结构优化，最终电机转子和定子分别减重3.4%和11.4%。文献[9]采用拓扑优化的方法对轮毂电机壳体进行轻量化设计，最终质量降低5.5%，机械性能得到改善。……