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什麽是無軸承電機,它的起源和發展是什麽?

無軸承電機是基於磁軸承和電機產生電磁力的相似性。磁軸承中產生徑向力的繞組安裝在電機定子上,通過解耦控制實現電機轉矩和徑向懸浮力的獨立控制。無軸承電機具有磁懸浮磁軸承的所有優點,需要免維護,長壽命運行。它是無菌、無汙染、有毒有害液體或氣體輸送的無軸承電機的典型應用場合。

無軸承電機的起源和發展:

法拉利和特斯拉發明多相交流系統後,19年80年代中期,多沃羅·沃爾斯基發明了三相異步電機。異步電機不需要電刷和換向器,但是長時間高速運轉,軸承維護仍然是個難題。

二戰後,DC磁軸承技術的發展使電機和傳動系統的無接觸運行成為可能,但這種傳動系統的成本非常高,因為鐵磁物體不能穩定懸浮在恒定磁場中。主動磁懸浮軸承的發明解決了這個問題。然而,使用主動磁軸承支撐剛性轉子需要在五個自由度上施加控制力。磁力軸承體積大,結構復雜,成本高。

20世紀下半葉,為了滿足核能的開發利用,需要通過超高速離心分離生產濃縮鈾,而磁力軸承可以滿足高速電機的支撐要求,因此歐洲開始研究各種磁力軸承方案。1975年,赫爾曼申請了無軸承電機專利,其中提出電機繞組極數與磁軸承繞組極數的關系為1。以赫爾曼的提議,當時不可能制造無軸承電機。

隨著磁性材料磁性能的進壹步提高,為永磁同步電機奠定了強有力的競爭地位。同時,隨著雙極晶體管的應用,與Beringer提出的無損開關電路相結合,可以制造新壹代高性能功率放大器,滿足無軸承電機的要求。1985左右,功率開關器件和具有快速、帶負載能力的數字信號處理器的出現,使得提出了20多年的交流電機矢量控制技術走向實用,從而解決了無軸承電機的數字控制問題。基於這些科技進步,瑞士聯邦理工學院的比克爾在20世紀80年代末首次制造出了無軸承電機。

幾乎與bickel同時,日本A.Chiba在1990首次實現了磁阻電機的無軸承技術。

1993,蘇黎世聯邦理工學院的R.Schoeb首次實現了交流電機的無軸承技術。

無軸承電機實際應用的關鍵突破是1998中蘇黎世聯邦理工學院的Baleta對無軸承永磁同步薄片電機的開發。電機結構簡單,大大降低了控制系統的成本,在很多領域有很大的應用價值。

2000年,蘇黎世聯邦理工學院的S.Sliber研制出了無軸承單相電機,在無軸承電機的研究史上又向前邁進了壹步,降低了控制系統的成本,使無軸承電機的實際應用不僅是可想象的,而且是經濟的。無軸承電機和機械軸承支撐的電機壹樣簡單,電氣控制系統也不復雜。在許多領域使用無軸承電機也是經濟的。

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