電機(jī)作為自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的重要關(guān)鍵部分，是幫助智能制造業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的要點(diǎn)產(chǎn)品。值得一提的是，在各種細(xì)分領(lǐng)域上，自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟不滿(mǎn)足主動(dòng)控制的需求，對(duì)被動(dòng)電機(jī)技術(shù)的安全驅(qū)動(dòng)規(guī)模也在逐年提升。此外如今電機(jī)技術(shù)系統(tǒng)更具較為準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)能力，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析能力和控制需求優(yōu)化。

  5G數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型，并且推動(dòng)智能制造在全球各個(gè)領(lǐng)域迅速鋪開(kāi)。自動(dòng)化水平是全世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展水平的重要參考因素，不管是德國(guó)提倡的“工業(yè)4.0”、美國(guó)主張的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”，還是中國(guó)重視的“中國(guó)制造2025”，都對(duì)自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展有著積極推進(jìn)的作用。

可以預(yù)見(jiàn)的是，直流無(wú)刷電機(jī)在未來(lái)的受歡迎程度將會(huì)超出預(yù)期，而目前我們所看到的它所在應(yīng)用領(lǐng)域的是冰山一角。那么從早期使用的普通電機(jī)，到現(xiàn)在改用直流無(wú)刷電機(jī)、永磁同步電機(jī)等其他先進(jìn)技術(shù)類(lèi)型電機(jī)的中間到底發(fā)生了哪些有趣的變化呢？11月6日，由大比特資訊主辦的第二屆電機(jī)前瞻技術(shù)與市場(chǎng)發(fā)展論壇正式召開(kāi)。會(huì)議上，圍繞直流無(wú)刷電機(jī)、高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)、永磁同步電機(jī)、直流電機(jī)EMC、釹鐵硼磁體以及電機(jī)控制發(fā)展趨勢(shì)的話題，大比特資訊產(chǎn)業(yè)研究室、峰岹科技、華中科技大學(xué)、華芯微特、韜略科技、成都銀河、深圳大學(xué)機(jī)電與控制工程學(xué)院企業(yè)其中一個(gè)案例與高校教授，分享了當(dāng)前電機(jī)在智能制造進(jìn)程中會(huì)面臨的技術(shù)難點(diǎn)與市場(chǎng)機(jī)遇，并對(duì)如何在產(chǎn)品選型中找到創(chuàng)新研發(fā)方向的提出建議。

  會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)

永磁體材料應(yīng)用驅(qū)動(dòng)更加智能的未來(lái)

  電機(jī)自動(dòng)化進(jìn)程中除了控制方式與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，近年來(lái)發(fā)展迅速的永磁體材料為電機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新的變化，特別是釹鐵硼等高磁能積稀土永磁材料的應(yīng)用，為無(wú)槽電機(jī)的實(shí)用化創(chuàng)造了條件，它不能徹底消除齒槽效應(yīng)引起的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)外，還能大幅度削弱由于電樞反應(yīng)和機(jī)械偏心而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。

  據(jù)成都銀河磁體技術(shù)副總經(jīng)理何金洲介紹，永磁體主要分為鐵氧體永磁與稀土永磁兩大類(lèi)別，其中屬于稀土永磁的釹鐵硼磁體在實(shí)際應(yīng)用中優(yōu)勢(shì)明顯。他分別說(shuō)明了，粘結(jié)釹鐵硼磁體磁環(huán)的磁極數(shù)和磁極螺旋角無(wú)需在成型過(guò)程中預(yù)定，需要改變充磁線圈設(shè)計(jì)，可提供給客戶(hù)設(shè)計(jì)自由度大；熱壓釹鐵硼磁體則圓周均勻性好、充磁自由度大、耐溫性較好、耐腐蝕性較好、可制作的尺寸范圍廣。

  在可知目前永磁體材料的屬性與價(jià)格等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)后，一定程度上提高了在它在各種應(yīng)用市場(chǎng)的價(jià)值地位，主要應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、辦公室設(shè)備、家電、電動(dòng)工具、軌道交通等精密機(jī)械領(lǐng)域。何金洲認(rèn)為，站在稀土永磁的角度上看，目前我國(guó)在這方面的市場(chǎng)前景與競(jìng)爭(zhēng)力都是有十足底氣的，例如在汽車(chē)行業(yè)或電機(jī)行業(yè)，我國(guó)向美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)的供應(yīng)份額占比較大，而且在未來(lái)，國(guó)內(nèi)釹鐵硼稀土釹鐵硼行業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提升，物美價(jià)廉的國(guó)產(chǎn)磁體將扮演重要角色。

  借助國(guó)產(chǎn)力量 永磁同步電機(jī)更進(jìn)一步

  現(xiàn)如今電機(jī)研發(fā)將眾多新材料、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)融入產(chǎn)品當(dāng)中，隨之無(wú)一例外都會(huì)遇到轉(zhuǎn)矩、功率、效率、尺寸、重量及其他性能參數(shù)的挑戰(zhàn)。在日益火爆的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)是其要點(diǎn)系統(tǒng)之一，其性能決定了爬坡能力、加速能力以及高車(chē)速等汽車(chē)行駛的主要性能指標(biāo)。

  當(dāng)前，從行業(yè)配套上看新能源汽車(chē)所使用的電機(jī)主流主要分為兩種，一是以特斯拉為其中一個(gè)案例的交流異步電機(jī)；二是以比亞迪等自主品牌為其中一個(gè)案例的永磁同步電機(jī)。其中永磁同步電機(jī)具有體積小、效率高、重量輕、可靠性好、工作溫升小等優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)器中采用較多。但永磁同步電機(jī)并非毫無(wú)弱點(diǎn)可言，其存在大轉(zhuǎn)矩受永磁體去磁約束，抗震能力差，高轉(zhuǎn)速受限制，功率較小，成本高和起動(dòng)困難等缺點(diǎn)。

  但整體上看，我國(guó)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上取得了較大的突破，已經(jīng)自主開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足各類(lèi)新能源汽車(chē)需求的產(chǎn)品，部分主要性能指標(biāo)已達(dá)到相同功率等級(jí)的國(guó)際先進(jìn)水平，在本次峰會(huì)上，華芯微特電機(jī)高級(jí)算法工程師程思遠(yuǎn)帶來(lái)，基于ARM CORTEX－M0、M4內(nèi)核的SWM190系列以及SWM201系列，面向汽車(chē)電子，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，水泵、智能控制和物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域推出了多個(gè)系列的MCU產(chǎn)品，而且產(chǎn)品在可靠性、穩(wěn)定性等方面直接對(duì)標(biāo)國(guó)際芯片廠商。

  此外，峰會(huì)上比亞迪汽車(chē)集成開(kāi)發(fā)高級(jí)工程師楊永峰告訴大比特記者，由于永磁同步電機(jī)內(nèi)部構(gòu)造中有永磁體材質(zhì)的高質(zhì)量轉(zhuǎn)子磁極，所以能區(qū)別于感應(yīng)電機(jī)、直流電機(jī)、繞線式電機(jī)等產(chǎn)品，不需要重新在電機(jī)內(nèi)部單獨(dú)建立一個(gè)類(lèi)似磁場(chǎng)，也能達(dá)到效率更高的要求。

  在新能源汽車(chē)領(lǐng)域，續(xù)航能力是一大市場(chǎng)痛點(diǎn)，永磁同步電機(jī)除了效率上佳方面外，在控制能力上也比三相電機(jī)控制要更加好操作，此外，在保持高效率驅(qū)動(dòng)的同時(shí)，損耗也相比其他類(lèi)型電機(jī)產(chǎn)品要小，損耗較低意味著體積與重量會(huì)比其他類(lèi)型電機(jī)下降。因此，在生產(chǎn)相同功率的電機(jī)產(chǎn)品的整車(chē)時(shí)，整體的重量會(huì)有一定的下降，符合如今新能源汽車(chē)輕量化的時(shí)代特點(diǎn)，并且在體積和重量下降的情況下，汽車(chē)廠商便有了變化性的設(shè)計(jì)而言，讓用戶(hù)在乘坐空間上更加寬敞和舒適。

  結(jié)語(yǔ)

  總的來(lái)說(shuō)，困難因素迫使很多產(chǎn)業(yè)會(huì)考慮整合供應(yīng)鏈，想要實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件自主化生產(chǎn)。在各種細(xì)分領(lǐng)域上，自動(dòng)化技術(shù)的不斷成熟不滿(mǎn)足主動(dòng)控制的需求，對(duì)被動(dòng)電機(jī)技術(shù)的安全驅(qū)動(dòng)規(guī)模也在逐年提升。

  未來(lái)在新興產(chǎn)業(yè)上，需要在云服務(wù)、大數(shù)據(jù)等智能化平臺(tái)輔助下，讓電機(jī)技術(shù)系統(tǒng)更具較為準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)能力，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理分析能力和控制需求優(yōu)化。

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