日本大学开发出首款轴向间隙型轮内SR马达-电子工程世界

    日本的东北大学开发出了与采用稀土（稀土类）的现有永磁马达扭矩相当的轴向间隙型SR（开关磁阻）马达。轴向间隙型在永磁马达中并不少见，但在SR马达中却是全球首例。另外，该研究的一部分为与日立制作所日立研究所的共同研究。SR马达的制造得到了日立制作所的协助。

    SR马达的构造简单，定子包括铁芯和线圈、转子只有铁芯，其特点是结实耐高温，因此有望用作HEV（混合动力车）和EV（纯电动汽车）用驱动马达。不过，存在的问题是比使用稀土的同尺寸永磁马达扭矩小。

    因此，此次通过调整SR马达的构造，由普通的径向间隙型（图1）变成两个转子夹着定子的轴向间隙型（图2），从而增大了扭矩。另外，铁芯材料不使用Fe-Co（铁-钴）而使用普通的马达铁芯材料硅钢板，从而降低了成本。

    东北大学对此次试制的轴向间隙型SR马达（图3）的扭矩进行了测量（图4）。实线和虚线代表相同尺寸相同极数的轴向间隙型和径向间隙型SR马达的扭矩密度和线圈电流密度计算值。菱形线代表轴向间隙型的实测值。马达直径为266mm，长度为130mm，极数为定子18极、转子12极。

    由此可见，轴向间隙型SR马达的扭矩比原来的径向间隙型SR马达大得多。在线圈电流密度达到汽车马达功率所要求的20A/mm2时，比较扭矩密度，发现轴向间隙型SR马达为39.6N·m/L，是原来的径向间隙型SR马达的约1.5倍。有报告指出，现行HEV使用的永磁马达的扭矩密度为35～45N·m/L，可见此次的轴向间隙型SR马达的扭矩密度已经达到与之匹敌的水平。

    以前，不使用永久磁铁的马达与使用永久磁铁的马达相比，扭矩和效率低，而采用此次的成果，通过调整马达的构造可以实现相同的性能。

    今后将把此次开发的轴向间隙型SR马达作为轮内直接驱动马达应用于电动巴士（图5），通过实际行驶试验等，进一步考察其实用性。今后，通过确立最佳形状和最适设计方法，还有可能超过永磁马达的性能。

引用地址：日本大学开发出首款轴向间隙型轮内SR马达

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