稀土永磁电机技术发展趋势分析

稀土永磁电机技术发展趋势分析
稀土永磁同步电机的开发与应用扩大了永磁同步电动机在各个行业的应用,稀土永磁电机最显着的性能特点是轻型化、高性能化、高效节能。高性能稀土永磁电机是许多新技术、高技术产业的基础。它与电力电子技术和微电子控制技术相结合,可以制造出各种性能优异的机电一体化产品,如数控机床,加工中心,柔性生产线,机器人,电动车,高性能家用电器,计算机等等。随着稀土永磁电机技术的不断发展其行业逐渐呈现以下发展趋势。
    向高效节能方向发展
  稀土永磁电机又是一种高效节能产品,平均节电率高达10%以上,专用稀土永磁电机可高达15%知识经济20%。
  电动机的节能分两个方面。一方面是改革异步电动机的结构,提高效率和其他性能,异步电动机以其结构简单、价格便宜、适应各种工况条件等优点被广泛应用于工业生产各个领域。其次是发展永磁同步电动机,可以取得更高的节电效果。
  国外提高电动机效率的主要途径,是通过对异步电动机的优化设计,增加铜、铝、电工钢板等有效材料用量,降低绕组损耗和铁耗;采用较好的磁性材料和工艺,以降低铁耗:合理设计通风结构和选用高性能轴承,降低机械损耗;通过改进设计和工艺,降低杂散损耗,国
外己开发出高效异步电机。根据我国国情,高性能的稀土永磁材料已实现产业化,钕铁硼的产量现已居世界第一位,钕铁硼的价格也趋向合理。所以发展永磁同步电动机是新世纪电机工业技术发展趋势之一。
  向机电一体化方向发展
  要提升传统机电产品的水平,必须紧紧抓住机电一体化这个环节。实现机电一体化的基础,是发展各种机电一体化需用的各种高性能稀土永磁电机,如数控机床用伺服电机,计算机用VCM音圈电机。一台60把刀加工中心,要配备30台伺服电机。变频调速稀土永磁同步电机和无刷直流电机是机电一体化的基础。
  向高性能方向发展
  现代化装备向电机工业提出各种各样的高性能要求,如军事装备要求提供给各种高性能信号电机,移动电站,自动化装备用伺服系统及电机,航空航天用高性能、高可靠性永磁电机,化纤设备用高调速精度变频调速同步电动机,数控机床、加工中心、机器人用高调速比稀土永磁伺服电机,计算机用高精度摆动电机及主轴电机等等。
  向专用电机方向发展汉语拼音教学论文
drs系统  电机所驱动的负载千变万化,如全部采用通用型电动机,在某些情况下,技术经济很不合
理。因此国外大力发展专用电机,专用电机约占总产量的80%,通用电机占20%。而我国恰恰相反,专用电机只占20%,通用型电机占80%。专用电机是根据不同负载特性专门没计的,如油田用抽油机专用稀土永磁电机,节电率高达20%。这方面的节能潜力很大。电机工作者不仅要研究电机本身,更应当研究所驱动负载的特性,设计出性能先进、运行可靠、价格合理的稀土永磁电机产品。
  向轻型化方向发展
    航空航天产品,电动车辆、数控机床、计算机、视听产品、医疗器械、便携式光机电一体化产品等,都对电机提出体积小、重量轻的严格要求。永磁同步电动机以其体积小、 节能、 控制性能好、 又容易做成低速直接驱动, 消除齿轮减速装置, 可通过频率的变化进行调速等优点, 在电梯技术上得以开发应用。相信随着电子技术和控制技术的发展,稀土永磁同步电机技术会朝着高效节能、机电一体化、高性能、专用电机、轻型化的方向发展并日趋完善。
低效空调用风扇电机未来将禁止生产
 由广州电器科学研究院、中国标准化研究院等单位起草的强制性国家标准《小功率电动机
能效限定值及能效等级》已经进入报批阶段,并有望在一年后实施。
    家电中只涉及空调用风扇电机
    从这个标准的名称上看,许多企业认为标准涉及洗衣机、空调压缩机、冰箱压缩机、电风扇等多种家电电机。
俄狄浦斯杀父娶母从《小功率电动机能效限定值及能效等级》报批稿中来看,该标准适用于690V及以下电压和50Hz交流电源供电的小功率三相异步电机(10~2200W)、电容运转异步电机(10~2200W)、电容起动异步电机(120~3700W)、双值电容异步电机(250~3000W)等一般用途电机,以及空调用风扇电机(6~550W)。
    除了特别指出的空调用风扇电机,其他家电产品的电机均不适用该标准。该标准的制定遵守循序渐进的思路,先给一批用量大、具有示范意义的电机制定标准,未来再制定包括洗衣机电机、压缩机电机等其他产品的能效标准。
艾默生(中国)电机有限公司有关人员特别指出,该标准并不涉及空调用直流无刷风扇电机,原因是这类电机本身的节能效果好。
    短期电机价格不会大幅提高
    目前空调用风扇电机行业集中度较高,主要生产厂家包括威灵控股有限公司、中山市大
洋电机(002249,股吧)有限公司、浙江卧龙家用电机有限公司等,其中,仅威灵的年产能就有5000万台,大洋电机有3000万台。虽然行业集中度较高,但是产品整体的能效水平并不高。据一家规模很大的电机企业有关人士介绍,现在空调行业普遍使用的是能效3级的电机。
    考虑到行业的实际情况,确定能效限定值的原则是拟淘汰市场上10%~20%的低效空调用风扇电机。
    在《小功率电动机能效限定值及能效等级》报批稿中,标准规定的电机能效限定值要求为,在额定输出功率状态下,电机的效率均不得低于能效3级。
    这个要求对大企业而言显然不是问题。他们生产的空调用风扇电机都能达到标准中的能效限定值要求,标准实施对成本也没有影响。不过,一些小企业生产的电机目前还不能符合能效限定值要求,这些企业的产品要想达到标准要求,成本必然要增加,而采用这些企业电机的空调企业未来的采购成本可能会增加。
    尽管如此,未来可能不断提高的能效要求让电机企业有些担心。根据标准报批稿所述,电机节能评价值要求,在额定输出功率状态下,电机的效率均不应低于能效2级。同时,该值也是电机目标能效限定值。该目标能效限定值将在标准实施的四年后开始实施,并替代
现有的能效限定值。如果四年后,电机能效限定值定为现有标准的2级,那可能将造成空调用风扇电机价格小幅上升。
汽车用发电机起动机的发展
什么是形而上电动机由磁场(定子)、电枢(转子)和整流子组成,为了增大扭矩采用多极磁场,常见有4个磁场。当电流通过电枢线圈时,按照左手定则,整个线圈会受到一个转矩而转动。由于直流电动机通电后会产生一种反电动势,并与发动机转速成正比,与扭矩成反比,因此能满足发动机起动时的要求。起动机起动电流很大,因此,操作时启动时间一定要短。减速齿轮机构的驱动齿轮与发动机飞轮接合而启动发动机,采用单向驱动方式。当电动机上的小齿轮的转速高于发动机飞轮齿圈的速度时,电动机带动发动机转,当发动机的转速高于电动机时,它们之间的动力传递关系自动解除。小齿轮个子小受力大,一出毛病汽车启动将会非常费劲。
    汽车电气有两个关键的部件,一个是发电机,负责汽车供电;另一个是起动机,负责汽车起步。两者的电机一样有磁场、电枢和整流元件,但前者是将机械能转换为电能,后者是将电能转换为机械能,因此两者的构造是有很大差异。以前的汽车发电机是直流发电机,用换向器整流,从20世纪70年代起已经逐步淘汰,现在的汽车发电机大都是交流发电机,用半导体整流。它具有体积小,功率大,寿命长,故障少和低速充电性能好的优点。
  交流发电机分为定子绕组和转子绕组两部分,三相定子绕组按照彼此相差120度电角度分布在壳体上,转子绕组由两块极爪组成。当转子绕组接通直流电时即被励磁,两块极爪形成N极和S极。磁力线由神州天戈N极出发,透过空气间隙进入定子铁心再回到相邻的S极。转子一旦旋转,转子绕组就会切割磁力线,在定子绕组中产生互差120度电度角的正弦电动势,即三相交流电,再经由6只硅二极管组成的整流元件变为直流电输出。由于发电机输出电压会随发动机转速增高而升高,故要用电压调节器进行调节,使之符合使用需要。现代轿车的发电机都是比较紧凑的,将集成电路调节器放进发电机内装成一体,并且采用多管形式。例如夏利轿车的发电机就有8只半导体管,其中6只整流用,另2只用于三相中性点的电压整流输出,藉以提高发电机的功率。
    现代轿车已普遍采用空调装置、电喷发动机、电控门窗、电动可调座椅等等。汽车越高级,用电量就越大。现在的中高级轿车发电机功率一般都达1千瓦。随着自动化舒适化的提高,用电量还要加大,但轿车的安装空间有限,不可能靠加大体积增加功率。因此,工程师就在冷却和安装位置上做文章。例如将发电机安装在发动机的上端,尽量远离发热区;发电机的前后端都装上风扇叶,以增强冷却效果。最近宝马公司更是尝试用水冷却方式来提高发电机的冷却效果。起动机由电动机、驱动机构和操纵机构等组成。它专门启动发动机,需要强大的转矩,因此要通过的电流量很大,达到几百安培,这种特性决定了它与发电机的不同。例如,采用直流串激式电动机,转子及定子部分都是用比较粗的矩形截面铜线绕制;驱动机构采用减速齿轮结构;操纵机构采用电磁磁吸方式。

本文发布于:2024-09-25 20:24:02,感谢您对本站的认可!

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