江(jiāng)蘇大(dà)學電(diàn)氣信息工(gōng)程(chéng)學(xué)院朱(zhū)熀秋(qiū)與瑞(ruì)士蘇黎(lí)世聯邦(bāng)工學院j.hugel教授共(gòng)同研制成(chéng)功的(de)世界*台功率為(wéi)4kw的無軸承(chéng)永磁(cí)薄片電(diàn)機工業(yè)樣機(jī)。
  無(wú)軸承電機起源及發展(zhǎn)

  在費(fèi)拉裡(lǐ)斯和(hé)特斯拉發明多(duō)相交流系(xì)統後(hòu)，19世紀80年代(dài)中期(qī)，多(duō)沃羅沃(wò)爾斯(sī)基發(fā)明了三相(xiàng)異步電機(jī)，異步(bù)電機(jī)無需電刷(shuā)和換向器，但長(zhǎng)期(qī)高速運行，軸(zhóu)承維(wéi)護保養仍(réng)是難題。

  二次世(shì)界大戰後，直流(liú)磁軸(zhóu)承技術的(de)發展，使得電機(jī)和傳(chuán)動系統無接觸運行(háng)成為可能(néng)，但(dàn)這種傳(chuán)動系統造價很高，因(yīn)為鐵磁性(xìng)物體不可能在(zài)一個恒定磁場(chǎng)中穩定(dìng)懸浮。主(zhǔ)動磁軸承的發(fā)明，解決了這個(gè)難題(tí)，但用主動(dòng)磁軸承支承剛性轉子(zǐ)要在5個(gè)自由(yóu)度(dù)上(shàng)施加控制力，磁軸承(chéng)體積(jī)大、結(jié)構複(fú)雜和(hé)造價(jià)高。

  20世(shì)紀後(hòu)半期(qī)，為了(le)滿足(zú)核能開發(fā)和利用，需(xū)要用(yòng)超高速離(lí)心分(fèn)離方法生産濃(nóng)縮鈾，磁軸承能滿足高速電機支撐(chēng)要(yào)求，于是(shì)在歐(ōu)洲開始了研究(jiū)各種(zhǒng)磁軸(zhóu)承計劃(huà)。1975年，赫爾(ěr)曼申(shēn)請(qǐng)了(le)無軸(zhóu)承(chéng)電機專利，專利中提出了(le)電(diàn)機繞組(zǔ)極對數(shù)和磁軸承繞組(zǔ)極對數的關系(xì)為(wéi)±1。用赫爾曼提(tí)出的方案(àn)，在那(nà)個年代是(shì)不可(kě)能制造(zào)出(chū)無軸(zhóu)承電機(jī)的。

  随着(zhe)磁性材料(liào)磁性(xìng)能進一(yī)步(bù)提高(gāo)，為永(yǒng)磁同(tóng)步電(diàn)機奠定了有力(lì)競争地(dì)位(wèi)。同時(shí)，随(suí)着雙(shuāng)極晶體(tǐ)管的應(yīng)用，以(yǐ)及(jí)和柏(bǎi)林(lín)格爾提(tí)出的無損開關(guān)電路(lù)結合，能夠(gòu)制(zhì)造出滿足無(wú)軸承電機要(yào)求(qiú)的新一代高性能功(gōng)率放(fàng)大器(qì)。大約(yuē)在1985年(nián)，具有(yǒu)快速(sù)和(hé)負載能(néng)力的(de)功率開關器件(jiàn)和數字信(xìn)号處(chù)理器的出(chū)現，使(shǐ)得已經提(tí)出20多(duō)年的(de)交流(liú)電機(jī)矢量控制(zhì)技術才得(dé)以實際應(yīng)用，這樣解(jiě)決了無軸承電(diàn)機(jī)數字(zì)控制的(de)難題。瑞士(shì)蘇黎世聯(lián)邦工(gōng)學院(yuàn)的比克爾在這些科技(jì)進步的基(jī)礎(chǔ)上，于20世紀(jì)80年代(dài)後期才首(shǒu)次制(zhì)造出無軸(zhóu)承電(diàn)機。

  幾乎與(yǔ)比克爾同時，1990年(nián)日本(běn)a.chiba首次實現(xiàn)磁阻(zǔ)電機的無軸承(chéng)技術(shù)。

  1993年，蘇(sū)黎世聯邦工學(xué)院的(de)r.schoeb首次實現(xiàn)交流電機(jī)的無軸承技術。

  無軸承電機(jī)取得實(shí)際應(yīng)用，關鍵性(xìng)突破(pò)是1998年蘇黎世聯(lián)邦工(gōng)學院(yuàn)的巴萊塔(tǎ)研制出無軸承永磁(cí)同步薄(báo)片電機(jī)，電機結構簡單，大大降低(dī)了控(kòng)制系統費用(yòng)，在很多領域具有很大應用價值(zhí)。

  2000年，蘇(sū)黎(lí)世聯邦工學院的s.sliber研制(zhì)出無軸承(chéng)單(dān)相(xiàng)電機，再(zài)一(yī)次在(zài)無軸承(chéng)電機研究曆(lì)史上(shàng)前進(jìn)了(le)一步，降(jiàng)低了(le)控制(zhì)系統的費(fèi)用，使(shǐ)得無軸承(chéng)電機(jī)實際(jì)應用(yòng)不僅僅是(shì)可想的，而且是經濟(jì)的。無(wú)軸承電(diàn)機像機械軸承支承的電機一樣(yàng)簡單，電氣(qì)控制(zhì)系(xì)統并不複雜(zá)，在很多領域(yù)采(cǎi)用無(wú)軸承(chéng)電機也很經(jīng)濟。我們(men)認為(wéi)在不(bú)久的将來(lái)，這種(zhǒng)技術(shù)在中國将取得廣泛(fàn)的應用。