稀土永磁電機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢分析：高效節(jié)能機(jī)電一體化和高性能等

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，石油、煤等非可再生資源的日益枯竭，能源緊張也成為全球共同關(guān)心的話題，所以建設(shè)資源節(jié)約型，環(huán)境友好型社會(huì)也成為迫切要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。在這種大背景下，高性能電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)技術(shù)日益蓬勃發(fā)展，并且國家發(fā)改委在“十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見”中提出了要推廣高效節(jié)能電機(jī)，稀土永磁電機(jī)，同時(shí)推廣變頻調(diào)速永磁電機(jī)等先進(jìn)電機(jī)調(diào)速技術(shù)的要求，并且隨著該電機(jī)技術(shù)的日益成熟，已經(jīng)滲透到了國防、工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，影響著我們的日常生活。

稀土永磁同步電機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用擴(kuò)大了永磁同步電動(dòng)機(jī)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用，稀土永磁電機(jī)最顯著的性能特點(diǎn)是輕型化、高性能化、高效節(jié)能。高性能稀土永磁電機(jī)是許多新技術(shù)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。它與電力電子技術(shù)和微電子控制技術(shù)相結(jié)合，可以制造出各種性能優(yōu)異的機(jī)電一體化產(chǎn)品，如數(shù)控機(jī)床，加工中心，柔性生產(chǎn)線，機(jī)器人，電動(dòng)車，高性能家用電器，計(jì)算機(jī)等等。隨著稀土永磁電機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展其行業(yè)逐漸呈現(xiàn)以下發(fā)展趨勢。

向高效節(jié)能方向發(fā)展

稀土永磁電機(jī)又是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，平均節(jié)電率高達(dá)10%以上，專用稀土永磁電機(jī)可高達(dá)15%——20%。

電動(dòng)機(jī)的節(jié)能分兩個(gè)方面。一方面是改革異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高效率和其他性能，異步電動(dòng)機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、適應(yīng)各種工況條件等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域。其次是發(fā)展永磁同步電動(dòng)機(jī)，可以取得更高的節(jié)電效果。

國外提高電動(dòng)機(jī)效率的主要途徑，是通過對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，增加銅、鋁、電工鋼板等有效材料用量，降低繞組損耗和鐵耗;采用較好的磁性材料和工藝，以降低鐵耗：合理設(shè)計(jì)通風(fēng)結(jié)構(gòu)和選用高性能軸承，降低機(jī)械損耗;通過改進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝，降低雜散損耗，國外己開發(fā)出高效異步電機(jī)。根據(jù)我國國情，高性能的稀土永磁材料已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，釹鐵硼的產(chǎn)量現(xiàn)已居世界第一位，釹鐵硼的價(jià)格也趨向合理。所以發(fā)展永磁同步電動(dòng)機(jī)是新世紀(jì)電機(jī)工業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢之一。

向機(jī)電一體化方向發(fā)展

要提升傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品的水平，必須緊緊抓住機(jī)電一體化這個(gè)環(huán)節(jié)。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，是發(fā)展各種機(jī)電一體化需用的各種高性能稀土永磁電機(jī)，如數(shù)控機(jī)床用伺服電機(jī)，計(jì)算機(jī)用VCM音圈電機(jī)。一臺(tái)60把刀加工中心，要配備30臺(tái)伺服電機(jī)。變頻調(diào)速稀土永磁同步電機(jī)和無刷直流電機(jī)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)。

向高性能方向發(fā)展

現(xiàn)代化裝備向電機(jī)工業(yè)提出各種各樣的高性能要求，如軍事裝備要求提供給各種高性能信號(hào)電機(jī)，移動(dòng)電站，自動(dòng)化裝備用伺服系統(tǒng)及電機(jī)，航空航天用高性能、高可靠性永磁電機(jī)，化纖設(shè)備用高調(diào)速精度變頻調(diào)速同步電動(dòng)機(jī)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人用高調(diào)速比稀土永磁伺服電機(jī)，計(jì)算機(jī)用高精度擺動(dòng)電機(jī)及主軸電機(jī)等等。

向?qū)Ｓ秒姍C(jī)方向發(fā)展

電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載千變?nèi)f化，如全部采用通用型電動(dòng)機(jī)，在某些情況下，技術(shù)經(jīng)濟(jì)很不合理。因此國外大力發(fā)展專用電機(jī)，專用電機(jī)約占總產(chǎn)量的80%，通用電機(jī)占20%。而我國恰恰相反，專用電機(jī)只占20%，通用型電機(jī)占80%。專用電機(jī)是根據(jù)不同負(fù)載特性專門沒計(jì)的，如油田用抽油機(jī)專用稀土永磁電機(jī)，節(jié)電率高達(dá)20%。這方面的節(jié)能潛力很大。

電機(jī)工作者不僅要研究電機(jī)本身，更應(yīng)當(dāng)研究所驅(qū)動(dòng)負(fù)載的特性，設(shè)計(jì)出性能先進(jìn)、運(yùn)行可靠、價(jià)格合理的稀土永磁電機(jī)產(chǎn)品。

向輕型化方向發(fā)展

航空航天產(chǎn)品，電動(dòng)車輛、數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)、視聽產(chǎn)品、醫(yī)療器械、便攜式光機(jī)電一體化產(chǎn)品等，都對(duì)電機(jī)提出體積小、重量輕的嚴(yán)格要求。永磁同步電動(dòng)機(jī)以其體積小、節(jié)能、控制性能好、又容易做成低速直接驅(qū)動(dòng)，消除齒輪減速裝置，可通過頻率的變化進(jìn)行調(diào)速等優(yōu)點(diǎn)，在電梯技術(shù)上得以開發(fā)應(yīng)用。相信隨著電子技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，稀土永磁同步電機(jī)技術(shù)會(huì)朝著高效節(jié)能、機(jī)電一體化、高性能、專用電機(jī)、輕型化的方向發(fā)展并日趨完善。

目前，隨著國家工業(yè)化的發(fā)展，永磁電機(jī)已經(jīng)成為市場新貴，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)效率高，環(huán)保節(jié)能。永磁電機(jī)是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，永磁電機(jī)不需要無功勵(lì)磁電流，故能夠大大的提高功率因數(shù)。經(jīng)大量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，永磁電機(jī)比同規(guī)格熱機(jī)的效率提高了2%～8%，并且還可以用較小容量的永磁電機(jī)替代較大容量的感應(yīng)電機(jī)，較好的解決了能源浪費(fèi)的問題。長期使用這種產(chǎn)品，可以達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。

(2)高效能。高效能化也是永磁電機(jī)的明顯優(yōu)勢，一些性能指標(biāo)是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)所不及的，在某些機(jī)構(gòu)，調(diào)速比可高達(dá)1：10000，轉(zhuǎn)速控制精度可達(dá)0.1%。

(3)結(jié)構(gòu)類型多樣，有極大的應(yīng)用范圍。由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是多樣的，因此永磁電機(jī)的許多品種都有不同的特點(diǎn)和性能，從日常生活到航空航天，從簡單電動(dòng)工具到高科技產(chǎn)品，幾乎無所不包。