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永磁直流電機發展新趨勢:高效,高速

來源: | 發布日期:2021-06-11

2020年5月29日,我國標準化管理委員會發布第13號公告,公布9項強制性國家標準。其中發布GB 18613-2020《電動機能效限定值及能效等級》,將于2021年6月1日正式實施,這標志著國內電機行業將全面進入IE3高效時代。需要說明的是,IE3級別的高效電機要比普通電機提升4%的能效比,大幅度的提高電機產品的質量,同時也增強了我國電機產品在國際市場的競爭力,這對于我國電機產業的轉型升級有著重大意義。

與此同時,隨著科學技術的發展,超高速與超精度加工已成為現代工業的主要發展方向,而電機及其驅動控制器正是現代加工中心的核心部件。然而普通電機的性能,已經難以滿足現代工業日益增長的需求,因此人們對超高速電機的需求日益劇增。其相較于其他電機,高速永磁電機具有轉動慣量小、動態響應快的特點,可以與負載直連等特點。因而可以減弱系統工作噪聲、提升系統控制精度、改善運行可靠性與效率。

超高速電機在工業領域領域具有廣泛的應用,其中包括:應用于空調或冰箱的離心式壓縮機、超高速銑削機床、精密磨床等。例如:超高速銑削加工機床采用 10 倍于常規切削速度對零件進行加工,能夠大幅度提高零件的加工效率、加工精度和表面質量,從而降低加工成本。

但是,當下高速永磁電機設計相比于常規電機也面臨更多問題:高頻電流和磁場變化帶來的損耗增加,在高速永磁電機體積相對較小的情況下散熱更加困難;高速永磁電機的結構強度和機械臨界轉速也要重點考慮,特別是永磁體保護套設計;還有包括高速永磁電機的軸承設計。目前,高速永磁電機使用較多的是磁懸浮軸承、角接觸陶瓷軸承和空氣懸浮軸承,但軸承的控制技術和制造工藝技術都要求非常高。

為此,針對上述問題,2021年在6月17日,第16屆(杭州)電機驅動與控制技術研討會將于杭州龍湖皇冠假日酒店正式舉辦。研討會將特邀天津大學教授王曉遠進行演講。他從研究背景發展現狀、關鍵技術分析、設計心得及技術趨勢等方面展開討論。特別考慮高速電機自身特性,分別對其電磁設計、機械校核、熱管理技術、多物理場耦合分析、軸承技術及控制系統匹配等方面進行深入討論。分享多年在高速電機設計及優化中獲取的經驗,旨在突破現有高速電機設計瓶頸,以實現更大功率、超高轉速、小型化體積的高效高率密度超高速永磁電機發展。

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