1. 技術(shù)進步推動永磁無刷電機的發(fā)展
面向21世紀,為滿足與地球環(huán)境共存、與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合、符合機器人要求的微特電機將得到快速發(fā)展,并將構(gòu)筑起“微特電機的新時代”。與地球環(huán)境共存,要求電機高效節(jié)能、高出力省材料、靜音舒適、無害無污染等。與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,要求電機小型化、片狀化、高速化、輕量化、高精度、高性能等。滿足機器人用電機,要求高出力、低慣量、低速大力矩、智能化等,為了滿足上述要求,國外微特電機制造公司,十分重視永磁無刷電機和驅(qū)動控制技術(shù)的研究、開發(fā)。電機進行優(yōu)化設(shè)計,合理選擇參數(shù),減少力矩脈動和噪音,擴大調(diào)速范圍;多極集中繞組,減少繞組端部長度,拼塊式或鉸鏈式電樞沖片提高糟滿率,高效率高性能驅(qū)動控制技術(shù)的研究,高性能永磁材料的采用,使永磁無刷電機具有高效節(jié)能、高出力省材料、高可靠高性能、體積小重量輕等優(yōu)點。
2. 市場拉動加速永磁無刷電機的發(fā)展
(1)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域使用的微特電機數(shù)量約占整個微特電機的38%,HDD主軸電機、打印機主軸電機、復(fù)印機主軸電機、計算機風(fēng)機、高檔DVD主軸電機都是采用永磁無刷電機。
(2)家電領(lǐng)域使用的電機約占整個微特電機的15%。
(3)電動車領(lǐng)域使用驅(qū)動電機情況,2004年我國共生產(chǎn)電動自行車675.71萬輛,同比增長69.05%,其驅(qū)動電機大部分采用有刷直流電機,但由于直流有刷電機固有的缺點,壽命短,維修難,隨著永磁無刷直流電機價格下降,控制器可靠性提高,采用永磁無刷電機越來越多。
(4)電梯采用永磁無刷同步電機伺服控制系統(tǒng)后,不僅具有體積小、節(jié)能、控制性能好,又容易實現(xiàn)減速直接驅(qū)動消除齒輪減速裝置,低噪聲、平層精度和舒適性都優(yōu)于以前的有刷直流電機調(diào)速和異步電機變頻調(diào)速。
(5)高速高精度加工機床的進給驅(qū)動,目前主要還是用傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)伺服電機加精密高速滾珠絲桿結(jié)構(gòu),上世紀90年代初開始,應(yīng)用直線電機直接驅(qū)動,由于其與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,有一系列的優(yōu)點,速度提高30倍,加速度提高10倍,最大達10g,剛度提高7倍。
(6)其他領(lǐng)域包括武裝裝備、機器人、宇航等微特電機。
3. 相關(guān)行業(yè)的技術(shù)進步為永磁無刷電機發(fā)展提供了基礎(chǔ)
永磁無刷電機是集新型永磁材料、電力電子、集成電路、計算機及電機技術(shù)于一體的產(chǎn)品,相關(guān)行業(yè)技術(shù)發(fā)展,是永磁無刷電機發(fā)展的基礎(chǔ)。80年代初釹鐵硼稀土永磁材料的出現(xiàn)及高速發(fā)展,為永磁無刷電機提供高剩磁感應(yīng)強度、高矯頑力、高磁能積的永磁體,對其溫度系數(shù)大,居里點低,容易氧化生銹的不足,不斷在改進提高,現(xiàn)釹鐵硼永磁材料最高工作溫度可達180℃,一般也可達到150℃,通過涂覆處理解決氧化生銹問題。永磁無刷電機大部分采用粘結(jié)或燒結(jié)釹鐵硼,釹鐵硼永磁材料2005年全球產(chǎn)量將達到2.3萬噸,我國生產(chǎn)1.4萬噸,預(yù)計2010年全球產(chǎn)量將達到9萬噸,我國生產(chǎn)5萬噸。隨著電力電子技術(shù)和產(chǎn)品一代一代更新,半導(dǎo)體開關(guān)器件性能不斷提高,容量不斷增大,成本不斷降低。大規(guī)模集成電路和計算機技術(shù)的快速發(fā)展,現(xiàn)已有不少電機專用集成塊,近幾年出現(xiàn)專門用于電機控制的高性能、低價位的數(shù)字信號處理器DSP、集成電路和計算機技術(shù)快速發(fā)展對永磁無刷電機控制技術(shù)起到有力的推動作用,為永磁無刷電機發(fā)展提供了基礎(chǔ)。
4. 我國應(yīng)重視永磁無刷電機的 研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化