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一文匯總工業(yè)領域內主要應用的電機
2022-06-14

工業(yè)領域內，中小型三相異步電機是目前應用最廣泛的電機產品，不同的電機有不同的應用場合，隨著電機制造技術的不斷發(fā)展和對電機工作原理研究的不斷深入，目前還出現(xiàn)了許多新型的電機，包括稀土永磁電機，開關磁阻電機，同步磁阻電機等。 一、 各類電機簡單介紹 中小型三相異步電機是目前工業(yè)應用最廣泛的電機產品。因其轉子繞組電流是感應產生的，又稱感應電動機。異步電動機是各類電動機中應用最廣、需要量最大的一種。各國的以電為動力的機械中，約有90%左右為異步電動機，其中小型異步電動機約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負荷中，異步電動機的用電量占相當大的比重。在中國，異步電動機的用電量約占總負荷的60%多。 稀土永磁電機是70年代初期出現(xiàn)的一種新型永磁電機，稀土永磁材料的磁性能優(yōu)異，它經過充磁后不再需要外加能量就能建立很強的永久磁場，用來替代傳統(tǒng)電機的電勵磁場所制成的稀土永磁電機不僅效率高，而且結構簡單、運行可靠，還可做到體積小、重量輕。既可達到傳統(tǒng)電勵磁電機所無法比擬的高性能（如特高效、特高速、特高響應速度），又可以制成能滿足特定運行要求的特種電機，如電梯曳引電機、汽車專用電機等。稀土永磁電機的應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空、航天、國防、裝備制造、工農業(yè)生產和日常生活的各個領域。 開關磁阻電動機（Switched Reluctance Drive ：SRD）是繼變頻調速系統(tǒng)、無刷直流電動機調速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的最新一代無級調速系統(tǒng)，是集現(xiàn)代微電子技術、數(shù)字技術、電力電子技術、紅外光電技術及現(xiàn)代電磁理論、設計和制作技術為一體的光、機、電一體化高新技術。它具有調速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調速系統(tǒng)的優(yōu)點。 英、美等經濟發(fā)達國家對開關磁阻電動機調速系統(tǒng)的研究起步較早，并已取得顯著效果，產品功率等級從數(shù)w直到數(shù)百kw，廣泛應用于家用電器、航空、航天、電子、機械及電動車輛等領域。 磁阻式同步電動機，是由同籠型異步電動機演變來的，其轉子設有籠型鑄鋁繞阻，但設有與定子極數(shù)相對應的反應槽（僅有凸極部分的作用，無勵磁繞組和永久磁鐵），用來產生磁阻同步轉矩。磁阻式同步電動機分為單相電容運轉式、單相電容起動式、單相雙值電容式等多種類型。應用領域：磁阻式同步電動機主要用于工農業(yè)生產、交通運輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設備等領域。 二、 上述四類電機的SWOT分析 （1）中小型三相異步電機 優(yōu)勢：可靠性高，成本低，技術成熟度高，市場份額占比高。 劣勢：普通電機效率較低，技術門檻低，競爭激烈，技術創(chuàng)新性不夠。 機會：在對工況可靠性要求高的場所，普通工況場合均可滿足，高效電機的推廣是節(jié)能工作的重點。 威脅：稀土永磁市場在擴大，尤其是在高效電機市場。 （2）稀土永磁電機 優(yōu)勢：不僅效率高，而且結構簡單、運行可靠，還可做到體積小、重量輕。 劣勢：成本較異步電機高30%，長時間高溫會出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。 機會：油田、紡織化纖工業(yè)、陶瓷玻璃工業(yè)和年運行時間長的風機水泵等領域。市場份額逐步擴大。 威脅：不能用于功率過大的場所，主要原因是成本太高、制作工藝有難度。 （3）開關磁阻電機 優(yōu)勢：電動機結構簡單、成本低、可用于高速運轉。功率電路簡單可靠，起動轉矩大，起動電流低，適用于頻繁起停及正反向轉換運行，調速性能好。 劣勢：噪聲大及低速運行時力矩脈動顯著。需配套控制器使用，兩者加起來成本高。目前可以做到的功率為8kw-400kw，只適用于特殊領域。在通用領域，相比交流異步和直流變頻調速系統(tǒng)其優(yōu)勢并不明顯。 機會：電動車、紡織工業(yè)、焦炭工業(yè)、家電行業(yè)，適用于能發(fā)揮其優(yōu)勢的領域，即需要高啟動轉矩、高轉速要求、濕熱環(huán)境及頻繁反正轉的領域。 威脅：噪音大的問題難克服，發(fā)展受限。 （4）同步磁阻電機 優(yōu)勢：與永磁同步電動機相比，在同等功率條件下大大降低了電機的成本，同時拓寬了電機的使用范圍，提高了電機運行的可靠性。由于結構簡單，轉子不存在電磁損耗，能避免開關磁阻電機的噪聲大及低速運行時力矩脈動顯著等缺點。 劣勢：功率因數(shù)偏低及與同尺寸的異步電動機比較其出力偏小。 機會：工農業(yè)生產、交通運輸、國防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設備等領域。 威脅：處于研究階段。目前的研究均是分馬力電動機，這種微型電動機在交流系統(tǒng)中占不了什么位置。 三、 電機產品對比分析 從多個層面對各類競爭性產品進行對比分析，目前中小型三相異步電機依然是技術最成熟，市場占有率最大的產品，但是未來要進一步優(yōu)化工藝，提高技術水平，在高效性，緊湊型等方面有進一步的提高，才能保持較高的競爭性。

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