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永磁无刷电机迅速发展的原因

作者:宁波仪表电机厂 时间:2009-12-16

  1. 技术进步推动永磁无刷电机的发展

  面向21世纪,为满足与地球环境共存、与网络结合、符合机器人要求的微特电机将得到快速发展,并将构筑起“微特电机的新时代”。与地球环境共存,要求电机高效节能、高出力省材料、静音舒适、无害无污染等。与网络结合,要求电机小型化、片状化、高速化、轻量化、高精度、高性能等。满足机器人用电机,要求高出力、低惯量、低速大力矩、智能化等,为了满足上述要求,国外微特电机制造公司,十分重视永磁无刷电机和驱动控制技术的研究、开发。电机进行优化设计,合理选择参数,减少力矩脉动和噪音,扩大调速范围;多极集中绕组,减少绕组端部长度,拼块式或铰链式电枢冲片提高糟满率,高效率高性能驱动控制技术的研究,高性能永磁材料的采用,使永磁无刷电机具有高效节能、高出力省材料、高可靠高性能、体积小重量轻等优点。

  2. 市场拉动加速永磁无刷电机的发展

  (1)网络领域使用的微特电机数量约占整个微特电机的38%,HDD主轴电机、打印机主轴电机、复印机主轴电机、计算机风机、高档DVD主轴电机都是采用永磁无刷电机。

  (2)家电领域使用的电机约占整个微特电机的15%。

  (3)电动车领域使用驱动电机情况,2004年我国共生产电动自行车675.71万辆,同比增长69.05%,其驱动电机大部分采用有刷直流电机,但由于直流有刷电机固有的缺点,寿命短,维修难,随着永磁无刷直流电机价格下降,控制器可靠性提高,采用永磁无刷电机越来越多。

  (4)电梯采用永磁无刷同步电机伺服控制系统后,不仅具有体积小、节能、控制性能好,又容易实现减速直接驱动消除齿轮减速装置,低噪声、平层精度和舒适性都优于以前的有刷直流电机调速和异步电机变频调速。

  (5)高速高精度加工机床的进给驱动,目前主要还是用传统的旋转伺服电机加精密高速滚珠丝杆结构,上世纪90年代初开始,应用直线电机直接驱动,由于其与传统结构相比,有一系列的优点,速度提高30倍,加速度提高10倍,最大达10g,刚度提高7倍。

  (6)其他领域包括武装装备、机器人、宇航等微特电机。

  3. 相关行业的技术进步为永磁无刷电机发展提供了基础

  永磁无刷电机是集新型永磁材料、电力电子、集成电路、计算机及电机技术于一体的产品,相关行业技术发展,是永磁无刷电机发展的基础。80年代初钕铁硼稀土永磁材料的出现及高速发展,为永磁无刷电机提供高剩磁感应强度、高矫顽力、高磁能积的永磁体,对其温度系数大,居里点低,容易氧化生锈的不足,不断在改进提高,现钕铁硼永磁材料最高工作温度可达180℃,一般也可达到150℃,通过涂覆处理解决氧化生锈问题。永磁无刷电机大部分采用粘结或烧结钕铁硼,钕铁硼永磁材料2005年全球产量将达到2.3万吨,我国生产1.4万吨,预计2010年全球产量将达到9万吨,我国生产5万吨。随着电力电子技术和产品一代一代更新,半导体开关器件性能不断提高,容量不断增大,成本不断降低。大规模集成电路和计算机技术的快速发展,现已有不少电机专用集成块,近几年出现专门用于电机控制的高性能、低价位的数字信号处理器DSP、集成电路和计算机技术快速发展对永磁无刷电机控制技术起到有力的推动作用,为永磁无刷电机发展提供了基础。

  4. 我国应重视永磁无刷电机的 研究、开发和产业化

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