美國無刷直流電動(dòng)機(jī)市場和技術(shù)發(fā)展動(dòng)向
胡鴻祥 (上海南洋電機(jī)廠)
【摘 要】本文從市場需求、應(yīng)用領(lǐng)域、運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)的特點(diǎn)出發(fā)，指出近年來無刷直流電動(dòng)機(jī)銷售量的增長速度很快，在運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域占有較大的比例。無刷直流電動(dòng)機(jī)在工廠自動(dòng)化設(shè)備中應(yīng)用廣泛，可望取代有刷直流電動(dòng)機(jī)，并向著高速，高性能、低成本的方向發(fā)展。
【敘 詞】無刷直流電動(dòng)機(jī)．市場，應(yīng)用，發(fā)展，動(dòng)向
1 概述
與有刷直流電動(dòng)機(jī)相比，無刷直流電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、效率高，性能好、使用壽命長和維護(hù)少的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)美國mtt預(yù)測公司的用戶研究報(bào)告——《直流無刷運(yùn)動(dòng)技術(shù)》(1986年～1991年)的分析和預(yù)測，在世界范圍內(nèi)，各種運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)正在不斷發(fā)展，許多公司都投入這一技術(shù)領(lǐng)域，因此，通過競爭使無刷直流電機(jī)技術(shù)得到了充分展示。1986年美國各種控制電機(jī)及配套裝置的市場銷售額約為17億美元，到1991年將達(dá)到3l億美元，年增長率為13.7％，其中電機(jī)的銷售額1986年占67.8％，從1986年～1991年整個(gè)時(shí)期看，電機(jī)銷售額在逐年遞增，這是因?yàn)榕涮籽b置更多地采用了半導(dǎo)體元件，使平均成本降低，而磁鋼及其它電機(jī)材料費(fèi)用則在總體上不斷增加。
2 市場的需求
據(jù)統(tǒng)計(jì)，1986年在美國市場所有的控制電機(jī)中，有刷直流伺服電機(jī)占有58％的市場份額，無刷直流電機(jī)僅占15.1％，但由于對(duì)傳動(dòng)產(chǎn)品的需求不斷增加，而電子設(shè)備的成本又在不斷降低，給有刷直流伺服電機(jī)銷售帶來一定影響，1991年它的市場份額將降低至41.5％。從廣義上來看無刷技術(shù)(即把步進(jìn)電機(jī)和交流調(diào)速電機(jī)都包括在其中)在1991年將占到整個(gè)市場份額的58％以上。表1為美國控制電機(jī)和配套裝置的市場消費(fèi)量。
mtt研究報(bào)告指出，就1986年美國市場無刷直流電機(jī)本身而言，銷售量為5.6百萬臺(tái)，1.77億美元，在全部電機(jī)中占16％；1991年無刷直流電機(jī)的消費(fèi)量可望達(dá)到26.5百萬臺(tái)，6.3億美元。在全部控制電機(jī)中，無刷直流電機(jī)1986年占7％，1991年將占16％，增長速度最快。表2列出了美國市場的無刷直流電機(jī)在各應(yīng)用領(lǐng)域所占的份額。
從表中可知，無刷直流電機(jī)將在各個(gè)運(yùn)動(dòng)控制市場占有較大的份額。①辦公自動(dòng)化(計(jì)算機(jī)，商務(wù)設(shè)備)方面，無刷直流電機(jī)增長幅度****，但所占份額較大；②工廠自動(dòng)化方面，無刷直流電機(jī)采用具有主軸和位置功能的新設(shè)計(jì)；同時(shí)，無刷直流電機(jī)也正在進(jìn)入大功率領(lǐng)域，如液力運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)；③國防和航天方面，無刷直流電機(jī)要求體積更小，重量更輕，效率更高和適用性更強(qiáng)；④汽車和家電產(chǎn)品方面增長最快，主要用于增加各種使用和方便功能(如一輛普通汽車中已需25臺(tái)輔助電機(jī)；****汽車中達(dá)70臺(tái)輔助電機(jī))，無刷直流電機(jī)在這一應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑵鸬街匾奶娲饔谩?/div>
在擁有無刷直流電機(jī)技術(shù)的企業(yè)中，沒有一家公司的銷售量超過美國市場的1o％，或者在任何一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。銷售量****的有20家公司占據(jù)市場銷量的63％。其中，fanuc usa公司在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，nidec公司在辦公自動(dòng)化領(lǐng)域，papst公司在儀器設(shè)備領(lǐng)域和kollmorgen公司在國防和航天領(lǐng)域?yàn)樽钪饕纳a(chǎn)廠商。
3 應(yīng)用場合和發(fā)展動(dòng)向
當(dāng)前，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制起到推動(dòng)作用的三種最為顯著的技術(shù)是電子換向、稀土永磁材料和計(jì)算機(jī)接口。
目前有刷直流電機(jī)技術(shù)仍然是最重要的伺服類型，但是無刷直流電機(jī)正在日益顯示出重要性。據(jù)報(bào)道，步進(jìn)電機(jī)為高精度運(yùn)動(dòng)控制提供了******的方法。無刷直流電機(jī)與有刷直流伺服電機(jī)的不同之處在于，它無需維修、運(yùn)行速度更高、并且沒有換向限制。因此，應(yīng)用范圍逐步擴(kuò)大，使市場需求量有很大增加。由于電氣伺服機(jī)構(gòu)的用途增加，用戶希望通過對(duì)伺服技術(shù)的選擇，大大改善設(shè)備和系統(tǒng)的性能，從而對(duì)伺服技術(shù)的選擇就變得更為苛刻。鑒于這一原因，伺服電機(jī)制造廠急于發(fā)展能滿足用戶各種要求的技術(shù)。伺服系統(tǒng)及其主要用途如附圖所示。
無刷直流電機(jī)在各種工廠自動(dòng)化設(shè)備中 應(yīng)用廣泛，在要求高轉(zhuǎn)速或要求伺服機(jī)構(gòu)作為設(shè)備和系統(tǒng)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的許多 |
