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轴承电机的研讨和运用远景
资讯来源:轴承现货网 发布时间:2013-02-01 访问数:2904次
江苏大学电气信息工程学院朱呵镉肴鹗克绽枋懒罟ぱгJ.Hugel教授一起研发成功的国际第一台功率为4kW的无轴承永磁薄片电机工业样机。
无轴承电机来源及展开
在费拉里斯和特斯拉创造多相沟通体系后,19世纪80时代中期,多沃罗沃尔斯基创造了三相异步电机,异步电机无需电刷和换向器,但长时间高速运转,轴承保护保护仍是难题。
二次国际大战后,直流磁轴承技能的展开,使得电机和传动体系无触摸运转成为可能,但这种传动体系造价很高,因为铁磁性物体不行能在一个安稳磁场中安稳悬浮。自动磁轴承的创造,处置了这个难题,但用自动磁轴承支承刚性转子要在5个自在度上施加操控力,磁轴承体积大、布局杂乱和造价高。
20世纪后半期,为了满意核能开发和运用,需求用超高速离心分离办法出产浓缩铀,磁轴承能满意高速电机支撑需求,所以在欧洲开端了研讨各种磁轴承计划。1975年,赫尔曼请求了无轴承电机专利,专利中提出了电机绕组极对数和磁轴承绕组极对数的关系为±1。用赫尔曼提出的计划,在那个时代是不行能制造出无轴承电机的。
跟着磁性材料磁性能进一步进步,为永磁同步电机奠定了有力竞赛位置。一起,跟着双极晶体管的运用,以及和柏林格尔提出的无损开关电路联系,能够制造出满意无轴承电机需求的新一代高性能功率放大器。大约在1985年,具有疾速和负载才能的功率开关器材和数字信号处置器的呈现,使得现已提出20多年的沟通电机矢量操控技能才得以实践运用,这样处置了无轴承电机数字操控的难题。瑞士苏黎世联邦工学院的比克尔在这些科技进步的基础上,于20世纪80时代后期才初次制造出无轴承电机。
简直与比克尔一起,1990年日本A.Chiba初次完成磁阻电机的无轴承技能。
1993年,苏黎世联邦工学院的R.Schoeb初次完成沟通电机的无轴承技能。
无轴承电机获得实践运用,要害性打破是1998年苏黎世联邦工学院的巴莱塔研发出无轴承永磁同步薄片电机,电机布局简略,大大降低了操控体系费用,在许多范畴具有很大运用价值。
2000年,苏黎世联邦工学院的S.Sliber研发出无轴承单相电机,再一次在无轴承电机研讨前史上前进了一步,降低了操控体系的费用,使得无轴承电机实践运用不仅仅是可想的,而且是经济的。无轴承电机像机械轴承支承的电机相同简略,电气操控体系并不杂乱,在许多范畴选用无轴承电机也很经济。咱们以为在不久的将来,这种技能在中国将获得广泛的运用。
无轴承电机特色及运用
无轴承电机是依据磁轴承与电机发作电磁力原理的相似性,把磁轴承中发作径向力的绕组安装在电机定子上,经过解耦操控完成对电机转矩和径向悬浮力的独立操控。无轴承电机具有磁悬浮磁轴承一切长处,需求免修理、长寿命运转,无菌、无污染以及有毒有害液体或气体的传输是无轴承电机典型运用场合。当前得到了如下运用。
1.半导体工业
在蚀刻、制板、清除或抛光等加工过程中需用腐蚀性化学液体,产品质量很大程度上取决于化学液体质量,液体输送泵是要害的一个环节。像酸液、有机溶剂等腐蚀的化学液体,泵有必要无污染牢靠传输,而且泵要具有抗腐蚀和耐必定温度的需求。传统气动和薄片泵寿命短,大多数耐温最高只要100℃左右,运动阀和薄片仍然会发作少数的微粒,液体传输也存在着不均匀的脉动,影响了工艺处置质量。选用无轴承电机密封泵能处置传统传输中存在的缺点,大大满意精细半导体器材出产工艺需求。当前,功率为300W的无轴承电机密封泵现已在半导体工业得到运用。
2.化工范畴放射性环境或高温辐射环境等恶劣条件下,用无轴承电机密封泵进行废料处置,能处置机械轴承磨损和修理的难题。在化学工业,对有用密封传输和出产体系的需求进一步进步,传统的转轴密封的密封泵,机械轴承需求光滑,据报道80%%的毛病是因为密封失效导致的,20%%是轴承、衔接及其它毛病。为了安全出产,免遭环境污染,运用无轴承电机密封泵是最佳挑选。当前,苏黎世联邦工学院和Sulzer泵公司协作完成了功率为30kW的无轴承密封泵样机的研发和测验作业,进入了试运转期间。
3.生命科学范畴
心脏是生命的永动机,一旦发作毛病难以修正。运用人工心脏有些或悉数代替心脏功用成为心脏病患者生命连续的福音。运用机械轴承的血泵会发作冲突和发热,使血细胞破损,导致溶血、凝血和血栓,乃至危及患者生命。苏黎世联邦工学院和Levitronix公司研发成功的无轴承永磁电机驱动的血泵和能够移植到人体内的心脏左心室辅佐设备现已在临床中运用。
研讨和运用远景
我国展开磁悬浮列车和磁轴承研讨多年,自20世纪90时代后期,江苏大学、沈阳工业大学和南京航空航天大学等先后得到了国家自然科学基金赞助,展开了无轴承电机研讨作业,在理论和试验方面获得了一些成果。江苏大学电气信息工程学院朱呵镉肴鹗克绽枋懒罟ぱгJ.Hugel教授等一起展开了功率为4kW的无轴承永磁同步电机研讨和运用作业,霸占了传感器检测、功率损耗等要害技能难题,成功研发出国际上第一台功率为4kW的无轴承永磁薄片电机,估计本年将在化工工业、半导体工业等得到运用。
在美国、日本等国家,无轴承电机在生命科学、制药职业、化工职业、半导体工业、食品工业等范畴得到了运用。跟着我国经济进一步展开,在许多特别的电气传动范畴必将改动传统的传动和传输方法,对进步产品质量、降低成本、削减污染将会起到重要作用。因而,在我国无轴承电机具有很大潜在运用商场,积极展开无轴承电机的研讨和运用具有实际和深远含义。


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