随着变频和伺服技术的不断发展进步,电机驱动技术的日益成熟,使得过去只有在直流伺服技术上才能实现的电机控制特性,如:电机的转速、转矩、位置的独立控制、低速大扭矩特性的实现等。电机的直接驱动技术也就越来越多的应用在了国防和工业生产的各个领域。如石油石化行业的泵类直驱技术,橡胶塑料行业的大转矩超低速电机的研制和应用,数控机床行业的高精度转台力矩电机等,都是低速大扭矩电机取代电机加减速机的成功案例。
电机直接驱动方式的优点在于:取消了机械式的减速机构,降低或从根本上消除了机械损耗,提高了系统效率,同时减少了设备的故障点和维护时间;采用先进的变频和伺服控制技术,可根据需要适时调整电机运行状态,降低了不必要的损耗,从一定程度上实现了节能减排的最终目的。
从技术原理和现场应用情况来讲,直驱电机的优势和优点显而易见,但从市场推广和用户认可度来说,直驱电机却有其无法改变的短处,即高成本和高售价。由电机基本原理可知电机的体积重量与电机输出的转矩成正比,即:同功率的电机其额定输出转矩越大其体积和重量就越大,相应的电机材料成本越高,电机售价越高。由于直驱电机可以取代减速机直接输出低转速和超大转矩,意味着同功率直驱电机的造价要远远高于普通电机+减速机,使得直驱电机的批量推广和应用困难重重。同时,由于超大转矩造成电机体积和重量过大导致用户无法在原有基础和结构上安装直驱电机,需更改和加强安装基础,为用户带来额外的费用。
减速机做为一种成熟完善的机械变速机构以其紧凑的结构和较小的体积(相对于直驱电机而言)与普通电机相配合便可输出超大转矩,从性价比上来讲无疑优于直驱电机。再者就其可靠性和传动效率来讲,减速机的故障点主要集中在输入端即高速运行部分,低速部分无论从振动、噪音和发热量各方面都有很大的改观。因此减速机并非“一无是处”,如果能将低速部分善加利用,以较小的体积和重量换取直驱电机所无法企及的性价比将是传动领域的一大革新。
抛弃传统电机的4、6、8极高速输入,采用电机低速运行输入+减速机超低速输出的传动方式可将电机与减速机的优势有效结合起来,在保证输出性能的条件下最大程度的降低动力传动系统的价格。然而,传统的感应电机(异步电机)或绕线式同步电机在大极数低速运行的条件下其体积过大,功率因数过低(感应电机);常规的平行轴、摆线或蜗轮蜗杆减速机的体积及重量过大,功率密度过低等问题限制了这种形式的动力传动系统的发展。
永磁电机以其独特的结构和励磁方式使得电机在任何转速范围内都能保持很高的功率因数和功率密度;同时行星减速机的高功率密度优势也是显而易见的。取低速永磁电机和小速比行星减速机相配合做为机电一体化产品可将两者的优势发挥的淋漓尽致,系统的性价比堪称最佳。同时,为了追求最小的体积、最低的成本和最简单的结构,摒弃传统的电机与减速机的连接方式,采取低速电机与小速比行星减速机联合设计联合制造的方案,将电机与减速机实现无缝链接,形成新型的机电一体化产品,即半驱式永磁直驱电机/永磁直驱电机。
应用行业范围:设备或负载最终运行转速小于100r/min的任何行业领域。例如:节能型火电厂空冷岛冷却系统,新型堆取料机和输送机系统,石油石化行业钻井、采油设备,大型船用电驱动系统,节能型起重系统等等。
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