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無軸承電機(jī)
無軸承電機(jī)就是從磁路上將電機(jī)和磁懸浮軸承合為一體,利用電機(jī)的鐵心同時(shí)作為磁懸浮軸承的鐵心,也稱磁懸浮電機(jī)。比起傳統(tǒng)電機(jī)加磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu),它體積小,而且由于電機(jī)的磁場(chǎng)被用作產(chǎn)生懸浮力的基礎(chǔ),磁懸浮電機(jī)還可以減少磁浮力所需要的電能,從而提高系統(tǒng)的效率(廣州亞大主營一體化伺服電機(jī),低壓伺服電機(jī),直流伺服電機(jī),低壓直流伺服電機(jī))
發(fā)展
無軸承電機(jī)起源及發(fā)展在費(fèi)拉里斯和特斯拉發(fā)明多相交流系統(tǒng)后,19世紀(jì)80年代中期,多沃羅沃爾斯基發(fā)明了三相異步電機(jī),異步電機(jī)無需電刷和換向器,但長期高速運(yùn)行,軸承維護(hù)保養(yǎng)仍是難題。
二次世界大戰(zhàn)后,直流磁軸承技術(shù)的發(fā)展,使得電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)無接觸運(yùn)行成為可能,但這種傳動(dòng)系統(tǒng)造價(jià)很高,因?yàn)殍F磁性物體不可能在一個(gè)恒定磁場(chǎng)中穩(wěn)定懸浮。主動(dòng)磁軸承的發(fā)明,解決了這個(gè)難題,但用主動(dòng)磁軸承支承剛性轉(zhuǎn)子要在5個(gè)自由度上施加控制力,磁軸承體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和造價(jià)高(驅(qū)動(dòng)一體化直流伺服電機(jī))。
20世紀(jì)后半期,為了滿足核能開發(fā)和利用,需要用超高速離心分離方法生產(chǎn)濃縮鈾,磁軸承能滿足高速電機(jī)支撐要求,于是在歐洲開始了研究各種磁軸承計(jì)劃。1975年,赫爾曼申請(qǐng)了無軸承電機(jī)專利,專利中提出了電機(jī)繞組極對(duì)數(shù)和磁軸承繞組極對(duì)數(shù)的關(guān)系為±1.用赫爾曼提出的方案,在那個(gè)年代是不可能制造出無軸承電機(jī)的。
隨著磁性材料磁性能進(jìn)一步提高,為永磁同步電機(jī)奠定了有力競(jìng)爭地位。同時(shí),隨著雙極晶體管的應(yīng)用,以及和柏林格爾提出的無損開關(guān)電路結(jié)合,能夠制造出滿足無軸承電機(jī)要求的新一代高性能功率放大器。大約在1985年,具有快速和負(fù)載能力的功率開關(guān)器件和數(shù)字信號(hào)處理器的出現(xiàn),使得已經(jīng)提出20多年的交流電機(jī)矢量控制技術(shù)才得以實(shí)際應(yīng)用,這樣解決了無軸承電機(jī)數(shù)字控制的難題。瑞士蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院的比克爾在這些科技進(jìn)步的基礎(chǔ)上,于20世紀(jì)80年代后期才首次制造出無軸承電機(jī)。
幾乎與比克爾同時(shí),1990年日本A.Chiba首次實(shí)現(xiàn)磁阻電機(jī)的無軸承技術(shù)。
1993年,蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院的R.Schoeb首次實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的無軸承技術(shù)。
無軸承電機(jī)取得實(shí)際應(yīng)用,關(guān)鍵性突破是1998年蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院的巴萊塔研制出無軸承永磁同步薄片電機(jī),電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單,大大降低了控制系統(tǒng)費(fèi)用,在很多領(lǐng)域具有很大應(yīng)用價(jià)值。
2000年,蘇黎世聯(lián)邦工學(xué)院的S.Sliber研制出無軸承單相電機(jī),再一次在無軸承電機(jī)研究歷史上前進(jìn)了一步,降低了控制系統(tǒng)的費(fèi)用,使得無軸承電機(jī)實(shí)際應(yīng)用不僅僅是可想的,而且是經(jīng)濟(jì)的。無軸承電機(jī)像機(jī)械軸承支承的電機(jī)一樣簡單,電氣控制系統(tǒng)并不復(fù)雜,在很多領(lǐng)域采用無軸承電機(jī)也很經(jīng)濟(jì)。我們認(rèn)為在不久的將來,這種技術(shù)在中國將取得廣泛的應(yīng)用。(廣州亞大主營一體化伺服電機(jī),低壓伺服電機(jī),直流伺服電機(jī),低壓直流伺服電機(jī))
特征
無軸承電機(jī)因?yàn)闊o需滑座,所以具有以下特征:
(1)幾乎不產(chǎn)生灰塵;
(2)能夠高速旋轉(zhuǎn);
(3)能夠耐極低溫、真空等難以使用潤滑油的環(huán)境;
(4)噪聲??;
(5)基本上無摩擦損失。因此一直是研究的熱點(diǎn)。