無軸�電機(jī)就是從磁路上將電�(jī)和磁懸浮軸承合為一體,利用電機(jī)的鐵心同時作為磁懸浮軸承的鐵�,也稱磁懸浮電機(jī)。比起傳�(tǒng)電機(jī)加磁懸浮軸承的結(jié)�(gòu),它體積小,而且由于電機(jī)�磁場被用作產(chǎn)生懸浮力的基�(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�(tǒng)的效��
無軸承電�(jī)起源及發(fā)展在�(fèi)拉里斯和特斯拉發(fā)明多相交流系�(tǒng)��19世紀(jì)80年代中期,多沃羅沃爾斯基�(fā)明了三相異步電機(jī),異步電�(jī)無需電刷和換向器,但長期高速運(yùn)�,軸承維�(hù)保養(yǎng)仍是難題�
二次世界大戰(zhàn)�,直流磁軸承技�(shù)的發(fā)�,使得電�(jī)和傳動系�(tǒng)無接觸運(yùn)行成為可能,但這種傳動系統(tǒng)造價很高,因?yàn)殍F磁性物體不可能在一個恒定磁場中�(wěn)定懸�。主動磁軸承的發(fā)�,解決了這個難�,但用主動磁軸承支承剛性轉(zhuǎn)子要�5個自由度上施加控制力,磁軸承體積�、結(jié)�(gòu)�(fù)雜和造價高�
20世紀(jì)后半�,為了滿足核能開�(fā)和利�,需要用超高速離心分離方法生�(chǎn)濃縮�,磁軸承能滿足高速電�(jī)支撐要求,于是在歐洲開始了研究各種磁軸承計劃�1975�,赫爾曼申請了無軸承電機(jī)專利,專利中提出了電�(jī)繞組極對�(shù)和磁軸承繞組極對�(shù)的關(guān)系為±1.用赫爾曼提出的方案,在那個年代是不可能制造出無軸承電�(jī)��
隨著磁性材料磁性能�(jìn)一步提高,為永磁同步電�(jī)奠定了有力競爭地�。同時,隨著雙極晶體管的�(yīng)�,以及和柏林格爾提出的無損開�(guān)電路�(jié)�,能夠制造出滿足無軸承電�(jī)要求的新一代高性能功率放大器。大約在1985�,具有快速和�(fù)載能力的功率開關(guān)器件和數(shù)字信號處理器的出�(xiàn),使得已�(jīng)提出20多年的交流電�(jī)矢量控制技�(shù)才得以實(shí)際應(yīng)�,這樣解決了無軸承電機(jī)�(shù)字控制的難題。瑞士蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院的比克爾在這些科技�(jìn)步的基礎(chǔ)上,�20世紀(jì)80年代后期才首次制造出無軸承電�(jī)�
幾乎與比克爾同時�1990年日本A.Chiba首次�(shí)�(xiàn)磁阻電機(jī)的無軸承技�(shù)�
1993�,蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院的R.Schoeb首次�(shí)�(xiàn)交流電機(jī)的無軸承技�(shù)�
無軸承電�(jī)取得�(shí)際應(yīng)�,關(guān)鍵性突破是1998年蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院的巴萊塔研制出無軸承永磁同步薄片電�(jī),電�(jī)�(jié)�(gòu)簡單,大大降低了控制系統(tǒng)�(fèi)用,在很多領(lǐng)域具有很大應(yīng)用價��
2000�,蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院的S.Sliber研制出無軸承單相電機(jī),再一次在無軸承電�(jī)研究歷史上前�(jìn)了一�,降低了控制系統(tǒng)的費(fèi)�,使得無軸承電機(jī)�(shí)際應(yīng)用不僅僅是可想的,而且是經(jīng)�(jì)�。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�(fù)�,在很多�(lǐng)域采用無軸承電機(jī)也很�(jīng)�(jì)。我們認(rèn)為在不久的將�,這種技�(shù)在中國將取得廣泛的應(yīng)��
無軸承電�(jī)�?yàn)闊o需滑座,所以具有以下特征:
?�?)幾乎不�(chǎn)生灰��
?�?)能夠高速旋�(zhuǎn)�
�3)能夠耐極低溫、真空等難以使用潤滑油的�(huán)��
?�?)噪聲小�
?�?)基本上無摩擦損失。因此一直是研究的熱�(diǎn)�
目前,無軸電�(jī)得到了如下應(yīng)用:
1.半導(dǎo)體工�(yè)
在蝕�、制板、清洗或拋光等加工過程中需用腐蝕性化�(xué)液體,產(chǎn)品質(zhì)量很大程度上取決于化�(xué)液體�(zhì)�,液體輸送泵是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。像酸液、有�(jī)溶劑等腐蝕的化學(xué)液體,泵必須無污染可靠傳�,并且泵要具有抗腐蝕和耐一定溫度的要求。傳�(tǒng)氣動和薄片泵壽命�,大多數(shù)耐溫只有100℃左�,運(yùn)動閥和薄片仍然會�(chǎn)生少量的微粒,液體傳輸也存在著不均勻的脈動,影響了工藝處理質(zhì)�。采用無軸承電機(jī)密封泵能解決傳統(tǒng)傳輸中存在的缺陷,大大滿足精密半�(dǎo)體器件生�(chǎn)工藝要求。目�,功率為300W的無軸承電機(jī)密封泵已�(jīng)在半�(dǎo)體工�(yè)得到�(yīng)用�
2.化工�(lǐng)域放射性環(huán)境或高溫輻射�(huán)境等惡劣條件�,用無軸承電�(jī)密封泵�(jìn)行廢料處�,能解決�(jī)械軸承磨損和維修的難題。在化學(xué)工業(yè),對有效密封傳輸和生�(chǎn)系統(tǒng)的需求�(jìn)一步提�,傳�(tǒng)的轉(zhuǎn)軸密封的密封�,機(jī)械軸承需要潤滑,�(jù)報道80%的故障是由于密封失效引起��20%是軸�、連接及其它故障。為了安全生�(chǎn),免遭環(huán)境污染,使用無軸承電�(jī)密封泵是選擇。目前,蘇黎世聯(lián)邦工�(xué)院和Sulzer泵公司合作完成了功率�30kW的無軸承密封泵樣�(jī)的研制和測試工作,�(jìn)入了試運(yùn)行階��
3.生命科學(xué)�(lǐng)�
心臟是生命的永動�(jī),一旦發(fā)生故障難以修�(fù)。利用人工心臟部分或全部替代心臟功能成為心臟病患者生命延�(xù)的福�。利用機(jī)械軸承的血泵會�(chǎn)生摩擦和�(fā)�,使血�(xì)胞破�,引起溶血、凝血和血�,甚至危及病人生命。蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院和Levitronix公司研制成功的無軸承永磁電機(jī)�(qū)動的血泵和可以移植到人體內(nèi)的心臟左心室輔助裝置已經(jīng)在臨床中�(yīng)��
無軸承電�(jī)是根�(jù)磁軸承與電機(jī)�(chǎn)生電磁力原理的相似性,把磁軸承中產(chǎn)生徑向力的繞組安裝在電機(jī)定子�,通過解耦控制實(shí)�(xiàn)對電�(jī)�(zhuǎn)矩和徑向懸浮力的�(dú)立控制。無軸承電機(jī)具有磁懸浮磁軸承所有優(yōu)�(diǎn),需要免維修、長壽命�(yùn)�,無菌、無污染以及有毒有害液體或氣體的傳輸是無軸承電機(jī)典型�(yīng)用場��
隨著磁性材料磁性能�(jìn)一步提�,為永磁同步電機(jī)奠定了有力競爭地位。同�,隨著雙極晶體管的應(yīng)�,以及和柏林格爾提出的無損開�(guān)電路�(jié)合,能夠制造出滿足無軸承電�(jī)要求的新一代高性能功率放大�。大約在1985�,具有快速和�(fù)載能力的功率開關(guān)器件和數(shù)字信號處理器的出�(xiàn),使得已�(jīng)提出20多年的交流電�(jī)矢量控制技�(shù)才得以實(shí)際應(yīng)�,這樣解決了無軸承電機(jī)�(shù)字控制的難題。瑞士蘇黎世�(lián)邦工�(xué)院的比克爾在這些科技�(jìn)步的基礎(chǔ)�,于20世紀(jì)80年代后期才首次制造出無軸承電�(jī)�
隨著我國�(jīng)�(jì)�(jìn)一步發(fā)�,在很多特殊的電氣傳動領(lǐng)域必將改變傳�(tǒng)的傳動和傳輸方式,對提高�(chǎn)品質(zhì)�、降低成�、減少污染將會起到重要作�。因�,在我國無軸承電�(jī)具有很大潛在�(yīng)用市�,積極開展無軸承電機(jī)的研究和�(yīng)用具有現(xiàn)�(shí)和深�(yuǎn)意義�
維庫電子�,電子知識,一查百��
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