永磁无刷电机是微特电机发展趋势.doc

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1、永磁无刷电机是微特电机发展趋势21世纪微特电机应是高效率低能耗、高出力省材料、高性能高可靠、小尺寸轻重量等，由于磁性材料、电力电子技术、集成电路和计算机的迅速发展，使永磁无刷电机具有上述特点，在市场拉动下它已是微特电机发展趋势。  国外微特电机制造公司，尤其是主要制造商，十分重视永磁无刷电机和驱动控制技术的研究、开发。电机进行优化设计，合理选择参数，减少力矩脉动和噪音，扩大调速范围；多极集中绕组，减少绕组端部长度，拼块式或铰链式电枢冲片提高槽满率，高效率高性能驱动控制技术的研究，高性能永磁材料的采用，提高了永磁无刷电机效率，节省了材料，缩小了体积，减轻了重量，使永磁无刷电

2、机具有高效节能、高出力省材料、高可靠高性能、体积小重量轻等优点。通过永磁无刷电机及驱动控制技术的研究、开发，永磁无刷电机技术迅速发展和成熟，国外微特电机主要制造公司都有自己的系列产品，可供用户选用，如美国科尔摩根、德国西门子、日本三菱、松下、安川等公司。日本三菱永磁交流伺服电机有低惯量、小功率，超低惯量、小功率，中惯量、中功率，超低惯量、中功率，低惯量，中高功率，扁平型、中小功率等七个系列六十二个品种规格，有12个机机号，功率从50W-55kW，电压有200V和400V二种，转速有1000、1500、2000、3000、6000、10000r/min，可带电磁制动器，能满

3、足不同伺服驱动系统的要求。  永磁无刷电机已得到广泛应用，并将进一步拓宽使用领域，需求量越来越大，有力的拉动其发展。  （1）网络领域使用的微特电机，如HDD主轴电机、打印机主轴电机、复印机主轴电机、计算机风机、高档DVD主轴电机都是采用永磁无刷电机，而且是精密永磁无刷电机，由于精度要求高，均采用粘结钕铁硼，日本83%的粘结钕铁硼用于该类永磁无刷电机；电机采用整片电枢冲片，多极集中绕组，外转子结构。手机用的振动电机，不论是圆柱形还是钮扣式振动电机绝大部分还是采用有刷直流电机，但也有无刷振动电机，目前没有得到广泛使用。  （2）家电领域使用的微特电机，如空调器、洗衣机、电冰

4、箱等主要家电最早使用单相异步电动机，由于其效率低、利用率低。为了节能90年代初采用变频调速异步电动机。目前日本95%以上的空调器采用永磁无刷直流电机，替代异步电动机变频调速。我国空调器制造厂也开始采用永磁无刷直流电机，以获得更好的节能效果和节省材料。在相同的额定功率和额定转速下，设单相民步电动机的体积和重量为100%，则永磁无刷直流电动机的体积为38%，重量为34.8%，用铜量为20.9%，用铁量为36.5%，效率提高10%以上。为了尽可能提高效率，电机永磁体采用烧结钕铁硼，电枢冲片采用拼块式或铰链式，多极集中绕组，根据用户使用要求电机可做成外转子或内转子结构。空调器、洗

5、衣机、电冰箱等为主的家电将越来越多采用永磁无刷电机是发展趋势。  （3）电动车领域使用的驱动电机，2005年我国共生产电动自行车约1200万辆，其驱动电机初期大部分采用有刷直流电机，但由于直流有刷电机固有的缺点，寿命短，维修难，随着永磁无刷直流的电机价格下降，控制器可靠性提高，采用永磁无刷电机越来越多。由于能源紧张，环境污染严重，电动汽车显示强劲的生命力，日本丰田2005年销售了约18万辆普锐斯混合动力汽车，美国通用、德国大众、法国雪铁龙等大汽车公司都将电动汽车作为发展方向。我国也高度重视，被科技部列为“十五”期间国家重大关项目，也是“十一五”规划中发展绿色交通的重要内容

6、之一。电动汽车驱动电机有有刷直流电机、变频异步电机和永磁无刷电机，但趋向是永磁无刷电机，尤其是日本汽车制造商都采用永磁无刷电机。汽车电动助力转向系统中的驱动电机有有刷直流电机和永磁无刷电机，但趋向也是永磁无刷电机。凡是电动车中涉及安全等重要系统中用的电机采用永磁无刷电机替代有刷直流电机将是一个趋势。电机永磁体采用烧结钕铁硼，绕组形式有集中绕组和分布绕组两种，电机结构有外转子和内转子两种。至于汽车中用的一般电机目前仍然是有刷直流电机为主。  永磁无刷电机是集新型永磁材料、电力电子、集成电路、计算机及电机技术于一体的产品，相关行业技术发展，是永磁无刷电机发展的基础。80年代初

7、钕铁硼稀土永磁材料的出现及高速发展，为永磁无刷电机提供高剩磁感应强度、高矫顽力、高磁能积的永磁体，其温度系数大，居里点低，容易氧化生锈的缺陷，不断改进提高，现钕铁硼永磁材料最高的工作温度可达180℃，一般也可达到150℃，通过涂覆处理解决氧化生锈问题。永磁无刷电机大部分采用粘结或烧结钕铁硼，钕铁硼永磁材料2005年全球产量达到2.3万吨，我国生产1.4万吨，预计2010年全球产量将达到9万吨，我国生产5万吨。随着电力电子产品一代一代更新，半导体开关器件性能不断提高，容量不断增大，成本不断降低。大规模集成电路和计算机技术的快速发