日本大學(xué)開發(fā)出首款軸向間隙型輪內(nèi)SR馬達

日本的東北大學(xué)開發(fā)出了與采用稀土（稀土類）的現(xiàn)有永磁馬達扭矩相當(dāng)?shù)妮S向間隙型SR（開關(guān)磁阻）馬達。軸向間隙型在永磁馬達中并不少見，但在SR馬達中卻是全球首例。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馬達的制造得到了日立制作所的協(xié)助。

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

因此，此次通過調(diào)整SR馬達的構(gòu)造，由普通的徑向間隙型（圖1）變成兩個轉(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）而使用普通的馬達鐵芯材料硅鋼板，從而降低了成本。

東北大學(xué)對此次試制的軸向間隙型SR馬達（圖3）的扭矩進行了測量（圖4）。實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馬達的扭矩密度和線圈電流密度計算值。菱形線代表軸向間隙型的實測值。馬達直徑為266mm，長度為130mm，極數(shù)為定子18極、轉(zhuǎn)子12極。

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

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

今后將把此次開發(fā)的軸向間隙型SR馬達作為輪內(nèi)直接驅(qū)動馬達應(yīng)用于電動巴士（圖5），通過實際行駛試驗等，進一步考察其實用性。今后，通過確立最佳形狀和最適設(shè)計方法，還有可能超過永磁馬達的性能。