摘要:電勵磁雙凸極高速電機是一種新型節(jié)能高效產(chǎn)品,它具備高穩(wěn)定性、高效率、低成本等優(yōu)點,能滿足市場的需求。江蘇航天動力機電有限公司研制的雙凸極高速電機系統(tǒng)是一種新型調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng),除以上優(yōu)點外,還實現(xiàn)了系統(tǒng)調(diào)速智能化、調(diào)速范圍廣等特點,在各個領(lǐng)域都能廣泛應(yīng)用。文章對電勵磁雙凸極電機市場前景進行了介紹,并對江蘇航天動力機電有限公司研制的雙凸極高速電機系統(tǒng)的市場競爭力進行分析,希望對相關(guān)專業(yè)讀者起到借鑒作用。
關(guān)鍵詞:電勵磁雙凸極電機;調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng);開關(guān)磁阻電機;永磁雙凸極電機;市場前景;市場競爭
中圖分類號:TM302 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)30-0093-02
1 市場前景
電勵磁雙凸極高速電機是在成熟產(chǎn)品開關(guān)磁阻電機和永磁雙凸極電機基礎(chǔ)上研制開發(fā)的產(chǎn)品。該電機具備了開關(guān)磁阻電機和永磁雙凸極電機的優(yōu)點,用電勵磁代替電機永磁結(jié)構(gòu),使電機結(jié)構(gòu)和制造工藝都非常簡單,可靠性高、成本低,特別適用于高速運行。因電機轉(zhuǎn)子上無鑄鋁和嵌線,定子上有集中繞組,容易冷卻,效率高,調(diào)速性能好。
電機是一種實現(xiàn)電能的裝置,它在國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域和人們的日常生活中發(fā)揮著不可替代的作用。
目前,直流調(diào)速電機和高壓電機在工業(yè)中占有很大比重,但因直流調(diào)速電機有電刷,機械換向會產(chǎn)生火花,不能用于易燃易爆和環(huán)境惡劣的場所;變頻電機調(diào)速范圍較小。而電勵磁雙凸極高速電機完全可解決上述各種問題,能夠取代直流電機和變頻電機。因此,它具有很好的市場前景。
我國電機行業(yè)的發(fā)展趨勢是:產(chǎn)品向多用途、多品種和多適應(yīng)性方向發(fā)展;機電一體化電機發(fā)展空間較大;高效節(jié)能電機將成為開發(fā)重點;可靠性高、壽命長、噪音低、重量輕和外形美觀的電機被市場看好。國際上對電機的需求呈增長趨勢。
電勵磁雙凸極高速電機就是一種新型節(jié)能高效產(chǎn)品,它由于獨特的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使穩(wěn)定性增加、效率增加、成本降低,能滿足市場的需求。
2 市場競爭
我公司研制的雙凸極高速電機系統(tǒng)是一種新型調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng),它以結(jié)構(gòu)簡單、低成本、高效率、優(yōu)良的調(diào)速性能和靈活的可控性,愈來愈得到專家們的認(rèn)可。實現(xiàn)了系統(tǒng)調(diào)速智能化、調(diào)速范圍廣等特點,在各個領(lǐng)域都能廣泛應(yīng)用。
目前,鋼鐵企業(yè)使用的電動機有直流電動機和交流電動機,由于有許多要求調(diào)速的生產(chǎn)機械對電氣控制系統(tǒng)有一定的要求,如調(diào)速范圍運態(tài)響應(yīng)、靜差度等。過去直流電動機一直占主導(dǎo)地位,但直流電動機有一系列缺點,如結(jié)構(gòu)上有換向器及電刷,使日常維護量增加;電刷與整流子經(jīng)常產(chǎn)生火花而要求較好的安裝環(huán)境,不能用于易燃易爆和環(huán)境惡劣的場所;與同容量交流電動機相比,其體積和重
量及轉(zhuǎn)動慣量都較大,價格也較高;效率低等。
在雙凸極高速電機設(shè)計的結(jié)構(gòu)中,轉(zhuǎn)子上無線圈熱環(huán)境條件好,且無換向電刷等易損件,可以用于易爆和環(huán)境惡劣的場所,體積和重量都比較小,完全可代替直流電動機及其調(diào)速系統(tǒng)和交流電機。
直流無刷電機調(diào)速系統(tǒng)中一般使用開關(guān)磁阻電機。開關(guān)磁阻電機作為20世紀(jì)80年代興起的新型電機,在汽車電機中的應(yīng)用較為廣泛。開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)的研究已被列入我國中、小型電機“八五”、“九五”和“十五”科研規(guī)劃項目。
華中科技大學(xué)開關(guān)磁阻電機課題組在“九五”項目中研制出使用開關(guān)磁阻電機的純電動轎車,在“十五”項目中將開關(guān)磁阻電機應(yīng)用到混合動力城市公交車,均取得了較好的運行效果。
紡織機械研究所將開關(guān)磁阻電機應(yīng)用于毛巾印花機、卷布機,煤礦牽引及電動車輛等,取得了顯著的經(jīng)濟效益。
據(jù)報道,美國為空間技術(shù)研制了一個25000r/min、90kW的高速開關(guān)磁阻樣機。
開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)的應(yīng)用范圍廣泛,是結(jié)構(gòu)最簡單的無刷電機,但電機轉(zhuǎn)矩波動大、噪聲和振動大,優(yōu)化控制有較大的難度。
雙凸極高速電機的定、轉(zhuǎn)子均呈凸極形式,轉(zhuǎn)子上無繞組,無永磁體,結(jié)構(gòu)簡單可靠。特別是該電機的轉(zhuǎn)矩僅與繞組電流大小及繞組電感隨轉(zhuǎn)子位置的變化率有關(guān),與電流方向無關(guān),因此,可采用單向電流
供電,簡化功率變換器結(jié)構(gòu),提高系統(tǒng)工作可靠性。
利用電勵磁雙凸極電機原理,電機定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)外形為凸極齒槽結(jié)構(gòu),并由硅鋼片疊壓而成。定子上安裝有電樞繞組和勵磁繞組,各繞組均為集中繞組,轉(zhuǎn)子無繞組。電勵磁雙凸極電機可以通過調(diào)節(jié)勵
磁線圈電流大小調(diào)節(jié)電機磁場強度,控制很靈活。
綜上所述,本項目產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化后市場前景十分廣闊,且具有很強的市場競爭能力。
電勵磁雙凸極電機具有以下優(yōu)點:調(diào)速性能好,調(diào)速范圍寬,控制元件簡單、成本低;速度轉(zhuǎn)矩平穩(wěn),啟動電流小,過載功率高;電機功率密度高,體積小于普通電機,消耗資源少,傳動效率高,動態(tài)響應(yīng)快;轉(zhuǎn)子上無滑環(huán),可靠性高、使用壽命長;專業(yè)化程度高、效率高、重量輕;控制柜中接有電感,當(dāng)斷電時,電感能把儲存的能量反饋給電網(wǎng),是典型的高效節(jié)能產(chǎn)品;轉(zhuǎn)子上無永磁體、勵磁繞組、滑環(huán)和換向器等,散熱方便,適合高速運行;電機定、轉(zhuǎn)子上沒有永磁體,適合高溫運行;電機有效材料僅是硅鋼片和銅線,電樞、勵磁均采用集中繞組,工藝簡單、造價低;發(fā)電運行時無需位置傳感器和可控整流器,通過調(diào)節(jié)勵磁即可方便地控制輸出電壓;電機在幾十轉(zhuǎn)到額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)為恒轉(zhuǎn)矩輸出,額定轉(zhuǎn)速上運轉(zhuǎn)為恒功率輸出;不足之處是存在磁阻電機轉(zhuǎn)矩脈動大的缺點,可以通過雙轉(zhuǎn)子設(shè)計削弱轉(zhuǎn)矩脈動。
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作者簡介:袁留明(1956-),男,江蘇航天動力機電有限公司工程師,研究方向:電動機設(shè)計。
(責(zé)任編輯:周 瓊)