北京开关磁阻电机

  • 服务名称: 北京开关磁阻电机
  • 服务分类: 开关磁阻电机系列
  • 公司名称: 山东艾磁驱动科技有限公司
  • 添加时间: 19/06/28
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产品详情

                         开关磁阻电机基本情况


具体产品的详细情况,请进入“产品展示”模块,具体浏览。


   





  


  




     山东艾磁科技公司目前生产系列开关磁阻电机产品,主要应用于工业设备的泵类、风机类、油田抽油机、家用电器、精工和木工设备、小型机械设备等领域。同时,公司具备完整的工程车辆、作业车辆用的开关磁阻电机、300kw30000转级别的高速大功率开关磁阻电机驱动技术整套方案,并正在产品化。请具体浏览各个具体的产品模块。

     同时,公司是一个开关磁阻电机技术提供者。公司致力于SRD技术的深入研发,建立了国际主流算法:电流阵列直接扭矩控制算法、变载变速工况下的SRD节电算法、大电感开关磁阻电机静音控制算法、多参数自适应调整控制算法、高精度SRM动态数学建模技术体系等全球范围先进的控制策略算法体系和电磁计算技术。在高速超高速(10000rpm-100000rpm)方向、高压大功率方向、直驱控制方向、节能领域、非晶合金材料开关磁阻电机方向建立了体系的技术和完整的工艺标准。公司目前承担了开关磁阻电机技术相关的3个市级技术研发项目、3项省级科研项目以及参与1项国家自然科学基金国际合作项目。

     现在,AICI和国外同行优良公司已经没有技术代差。可以根据客户的需求快速开发具体的应用产品。

       一、开关磁阻电机电控(简称“SRM”或”SRD”)概论

      全球范围,人们以“无尽的性能”来形容这类电机的高性能和可开发性,这体现了开关磁阻电机是以性能见长的,是可以根据实际需求来进行拓展、开发的“柔性”电机驱动系统。开关磁阻电机驱动系统是由开关磁阻电机本体及其控制系统两部分构成的“控制类电机”,是全球范围内新一代高性能电机系统,兼具直流、交流两类调速系统的优点。

开关磁阻电机(SRM)是磁阻式电机的一种形式,也是步进电机的一种,也是广义的直流无刷电机。SRM离开专用控制器无法运行,因此是机、电、控一体化的特种电机。SRM是结构最为简单的一种电机形式,其转子不需要绕组和鼠笼结构,也不需要永磁体;定子绕组是集中式绕组,也是非常简单的形式。随着技术的发展,双转子、异型定转子的SRM也开始出现,也有在开关磁阻电机里面加入少量永磁体的“永磁式开关磁阻电机(pmSRM)”。

       SRM既可以做成微小电机也可以做成中、大型电机。即适合低速运行,也适合开发成高速和超高速电机。SRD已经有发展了大约100年的时间,在全球范围内高度深入应用。SRD技术复杂而体系,电机是典型的非线性特征,控制复杂。我国产业化发展大约25年的时间,目前对它的理解越来越深入,也掌握了一定的核心技术,但整体还比较薄弱。

      二、SRM的原理  

      电机部分由于运用了“磁通总是按照磁阻最小路径闭合而产生磁拉力”的磁阻最小原理,故称为磁阻式电机,又由于其线圈电流通断、各相通电顺序、磁通状态直接受控制系统的电子开关控制(比如IGBT),故称为开关磁阻电机。

   

                                                    开关磁阻电机本体                                                                                      主控系统

      开关磁阻电机的基本结构:

      开关磁阻电机本体的结构和工作原理与各类传统交、直流电机有着根本的区别。其转子由硅钢片简单叠压而成(根据需要,也采用其它更密合的成型工艺),无任何绕组也不需鼠笼结构,也不需要永磁体。定子的绕组简单集中。整个机械结构十分简洁。


                     转子结构非常简单、机械强度高                                                           定子绕组集中,也很简单

开关磁阻电机驱动系统的的工作原理:

                                                         图:1


        以12/8极三相开关磁阻电机为例,上图1表示该电机的横切面和一相电路的原理示意图,Sl、S2是电子开关,Dl、D2是二极管,Us是直流电源。它的定子和转子为双凸极结构,极数互不相等,定子绕组可根据需要采用串联、并联或串并联结合的形式在相应的极上得到径向磁场,转子带有位置检测器以提供转子位置信号,使定子绕组按一定的顺序通断,保持电机的连续运行。电机磁阻随着转子磁极与定子磁极的中心线对准或错开而变化,因为电感与磁阻成反比,当转子磁极在定子磁极中心线位置时,相绕组电感最大,当转子极间中心线对准定子磁极中心线时,相绕组电感最小。当定子A相磁极轴线OA与转子磁极轴线Oa不重合时,如图2,开关S1、S2闭合,A相绕组通电,电动机内建立起以OA为轴线的径向磁场,磁通通过定子轭、定子极、气隙、转子极、转子轭等处闭合。通过气隙的磁力线是弯曲的,此时磁路的磁导小于定、转子磁极轴线重合时的磁导,因此,转子将受到气隙中弯曲磁力线的切向磁拉力产生的转矩的作用,使转子逆时针方向转动,转子磁极的轴线Oa向定子A相磁极轴线OA趋近。当OA和Oa轴线重合时,如图1,转子已达到平衡位置,即当A相定、转子极对极时,切向磁拉力消失,转子不再转动。此时断开A相开关S1、S2,闭合B相开关,建立以B相定子磁极为轴线的磁场,电动机内磁场沿顺时针方向转过30°,转子在磁场磁拉力的作用下继续沿着逆时针方向转过15°,转子磁极的轴线Ob向定子B相磁极轴线OB趋近,如图3。依此类推,连续不断地按A-B-C-A的顺序分别给定子各相绕组通电,电动机内磁场轴线沿A-B-C-A的方向不断移动,转子沿A-C-B-A的方向逆时针旋转。

   

                                          图2                                                                                                图3

        如果按A-C-B-A的顺序给定子各相绕组轮流通电,则磁场沿着A-C-B-A的方向转动,转子则沿着与之相反的A-B-C-A方向顺时针旋转。

     三、SRD在全球和中国的状况

     SRD性能强大,但技术复杂,不容易做好。在电机行业,具有全球公认难度。

     1、 国外情况

     国外高度发达、深入应用。作为一种特种电机,目前国外的应用总量,已经占到整个电机总量的13%以上。这是很大的数量。主要应用于航空航天飞行器、军事装备、电动车辆、高端工业装备、高速运行装备、以及纺织、家电和一些需要特种性能的场合。由于这类电机的性能可开发性很强,因此随着制造业的升级换代和高性能化要求,此类电机正在得到加速研制和应用,国外估计2035年将会达到40%以上的规模(包括其他形式的磁阻电机,比如同步磁阻电机),从而比较彻底的替代目前的永磁电机系统。

国外目前主要代表公司有英国里卡多公司和戴森公司、日本电产尼得科和三叶公司、比利时邦奇公司、美国特斯拉公司、博格华纳公司、SMC公司、和美国电气化公司,此外德国、俄罗斯、意大利、法国、韩国等都有非常强大SRD技术体系和产品。

     2、中国情况

      国内发展了大约25年,整体而言,还处于初级阶段,雏形阶段。理论方面也不深入、电机模型和控制算法不够精密不够先进,技术也不体系。人才十分少。具体的产品也很少。目前总量大概占我国所有电机总量的0.3%,和国外的13%相比,是微不足道的存在。

      造成这一局面的原因,主要是SRD的确有其复杂性,技术比较复杂,不容易仿制。而我国产业届和学术届对其认知水平不够,创新的体系能力差,投入少,人才也少。

经过20几年的发展,先后出现过50几家公司,但目前只有约15家公司在“研制”。整体产品水平,也只能达到国外15年前的水平。这10几家公司里面,具备一定体系能力的不过4、5家,其他大部分是只有一个技术点的不完全技术公司或者作坊式小微公司。

       山东艾磁驱动科技有限公司(AICI),是我国此领域一家高度专业化的科技型公司,团队专注于最新一代高性能开关磁阻电机驱动技术(SRD)的研发已经10多年。目前,建立了完整的技术体系,并开始了对发达国家市场的产品和技术的出口。 整体上达到了国外5、6年前的状态。代表我国SRD最高技术状态。

        四、开关磁阻电机的技术特性(优势和劣势)

        开关磁阻电机驱动系统,以性能强大见长,在性能、节电能力方面,集中地涵盖了目前各种交、直流电机系统的特性优点,并且实现程度更加深入。是一种不可多得的高性能电机驱动系统。具备以下技术优势:

        1、全压软起动。起动转矩大,起动电流小。额定电流的15%时,可获得起动转矩为100%的额定转矩,起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段。

        2、瞬间响应能力快。能在几十毫秒的时间内,迅速达到几万转甚至更高转速。对于要求爆发、快速启动反应的装备,具有十分明显的优势。

        3、直驱范围宽。可以在几百、几千甚至几万转的范围内直驱设备,可省去(或少用)减速及升速设备的档数,峰值扭矩输出特性理想。

        4、高效区非常宽。在超低速、低速、高速、超高速的几乎全转速范围内,效率都很高,而不仅仅是一个额定效率的概念。

        5、在轻载和变载的工况下,扭矩和电流关系更合理,极具节电效果。过载能力也很强。

        6、高速、超高速特性,居于所有电机之首。可以开发成几万转、十几万转甚至几十万转的超高速电机.

        7、可带载频繁起停、频繁正反向转换运行,同时由于前面所述的软起动特性,因此对电源冲击很小。

        8、低速下可大扭矩输出,峰值扭矩更宽。

        9、高可靠、寿命长。不使用无永磁体,不存在失磁衰退问题。

        开关磁阻电机的技术瓶颈及弱点:

        1.技术比较复杂、体系性很强,技术门槛比较高。

        2.功率密度比较低,轻量化和小型化场景适用性差。

        3.低速区的转矩脉动和噪音比较大,高精度和舒适性场景适用性差。

        4.扭矩过载能力强,但超过2倍以上的扭矩过载,电流上升幅度较大。

        但随着技术的进步,目前低速区的转矩脉动和噪音问题,已经基本得到解决。但功率密度问题,除极少数公司建立了新的技术体系外,整体而言目前还没有较为彻底的解决方案.



点击次数:   更新时间:19/06/28 16:16:06   【打印此页】   【关闭