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磁齒輪復(fù)合電機(jī)（Magnetic Geared Machine,MGM）是一類新型雙轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)。磁齒輪復(fù)合電機(jī)在結(jié)構(gòu)上由磁場(chǎng)調(diào)制型磁力齒輪和傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)復(fù)合而成，其根據(jù)復(fù)合方式的不同可以劃分為多種不同的拓?fù)漕愋?。由于引入了磁力齒輪的磁場(chǎng)變極和減速效應(yīng)，磁齒輪復(fù)合電機(jī)可看成自帶減速器的電機(jī)系統(tǒng)，能成倍放大永磁電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩密度的大幅提升。

相比于同樣采用磁場(chǎng)調(diào)制變極效應(yīng)提升轉(zhuǎn)矩的游標(biāo)電機(jī)、雙邊永磁電機(jī)、無(wú)刷雙饋電機(jī)和初級(jí)永磁直線電機(jī)，磁齒輪復(fù)合電機(jī)漏磁小，功率因數(shù)與常規(guī)永磁電機(jī)相近，遠(yuǎn)高于游標(biāo)電機(jī)，因此更適用于大負(fù)載場(chǎng)合。隨著磁齒輪復(fù)合電機(jī)結(jié)構(gòu)及原理研究的不斷深化，以及一些傳統(tǒng)電機(jī)結(jié)構(gòu)及分析方法的引入，磁齒輪復(fù)合電機(jī)的性能及應(yīng)用領(lǐng)域得到擴(kuò)展。

磁齒輪復(fù)合電機(jī)將磁力齒輪與電機(jī)復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的緊湊化和高效化，同時(shí)兼具非接觸傳動(dòng)特性，使其在過(guò)載保護(hù)、密封傳動(dòng)、振動(dòng)噪聲、可靠性和維護(hù)性等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。磁力齒輪與電機(jī)復(fù)合方式靈活，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多變，在近年來(lái)獲得了廣泛研究，其中一些拓?fù)淠軌驅(qū)崿F(xiàn)100N?m/L以上的轉(zhuǎn)矩體積密度。目前，磁齒輪復(fù)合電機(jī)在電氣交通驅(qū)動(dòng)、新能源發(fā)電、功率分配、石油化工等領(lǐng)域均表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，已成為電機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。

強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）的研究人員黃海林、李大偉、曲榮海、任翔，在2022年第6期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》上撰文，首先介紹磁力齒輪及多種磁齒輪復(fù)合電機(jī)的工作原理，介紹和比較磁齒輪與電機(jī)常見(jiàn)的復(fù)合方式及其特點(diǎn)；按照單元排布方式、調(diào)制結(jié)構(gòu)、電機(jī)及磁齒輪類型等分類梳理近年來(lái)磁齒輪復(fù)合電機(jī)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的研究和創(chuàng)新，介紹各類磁通方向及運(yùn)行方式磁齒輪復(fù)合電機(jī)的研究。然后介紹MGM近年來(lái)在高減速比、低成本、無(wú)級(jí)變速等一些關(guān)鍵問(wèn)題上的進(jìn)展。最后總結(jié)磁齒輪復(fù)合電機(jī)的業(yè)界應(yīng)用現(xiàn)狀，并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

研究人員指出，歷經(jīng)十余年的發(fā)展，磁齒輪復(fù)合電機(jī)已成為直驅(qū)電機(jī)領(lǐng)域主流的研究方向之一。磁齒輪復(fù)合電機(jī)在一些方面具有傳統(tǒng)機(jī)械齒輪-電機(jī)系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在減速比較低、材料成本較高等問(wèn)題，對(duì)這些問(wèn)題的研究和解決是目前磁齒輪復(fù)合電機(jī)主要的發(fā)展方向。

目前，國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始逐步將磁力齒輪及磁齒輪復(fù)合電機(jī)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化，如英國(guó)的Magnomatics公司，德國(guó)的Witte泵業(yè)以及GEORGII KOBOLD公司等?？梢园l(fā)現(xiàn)，除了減速型磁齒輪復(fù)合電機(jī)，升速型磁齒輪復(fù)合電機(jī)在電驅(qū)動(dòng)泵以及電動(dòng)飛機(jī)等領(lǐng)域也有一定應(yīng)用前景。

他們認(rèn)為，隨著市場(chǎng)對(duì)磁力傳動(dòng)優(yōu)勢(shì)的認(rèn)知深化以及研究界對(duì)其性能的進(jìn)一步探索，磁齒輪復(fù)合電機(jī)有望具備更高的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有低速直驅(qū)電機(jī)技術(shù)的革新。

本文編自2022年第6期《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》，論文標(biāo)題為“磁齒輪復(fù)合永磁電機(jī)拓?fù)浼皯?yīng)用綜述”。第一作者為黃海林，強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）博士研究生，研究方向?yàn)榇帕X輪與新型永磁電機(jī)。通訊作者為李大偉，強(qiáng)電磁工程與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（華中科技大學(xué)）副教授，研究方向?yàn)樾滦陀来烹姍C(jī)、伺服電機(jī)和電動(dòng)飛機(jī)用電機(jī)系統(tǒng)。本課題得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。