Технология электродвигателей

1. Основные области применения моторной техники

1. Промышленная автоматизация и производство

  ◦ Серводвигатели: обеспечивают высокоточное управление положением и скоростью в станках с ЧПУ и промышленных роботах, а также поддерживают синхронную координацию сложных движений.

  ◦ Шаговый двигатель: используется в автоматизированных производственных линиях, 3D-принтерах и другом оборудовании. Он напрямую управляет угловым смещением с помощью цифровых импульсных сигналов, что упрощает конструкцию системы управления.

  ◦ Бесщёточный двигатель постоянного тока (БДПТ): широко используется в промышленных насосах, вентиляторах и оборудовании автоматизации благодаря своей высокой эффективности и низким требованиям к обслуживанию.

2. Транспорт

  ◦ Электромобили: синхронные двигатели с постоянными магнитами (СДПМ) и вентильные реактивные двигатели (ВРД) являются движущей силой благодаря своей высокой плотности мощности и большому запасу хода. В то же время вспомогательное оборудование, такое как электроусилитель рулевого управления и тормозные системы, также использует высокоэффективные двигатели.

  ◦ Железнодорожный транспорт: технология линейных двигателей используется в поездах на магнитной подвеске и приводных системах метрополитена для повышения эффективности работы.

3. Бытовая электроника и бытовая техника

  ◦ Миниатюрные двигатели: такие как бесщеточные двигатели постоянного тока и шаговые двигатели, используемые в бытовой технике, такой как кондиционеры, холодильники и стиральные машины, для достижения низкого уровня шума и энергосбережения.

  ◦ Умные устройства: дроны, электроинструменты, умные игрушки и т. д. используют микродвигатели, которым требуется высокая плотность энергии и быстрая реакция.

4. Медицинские приборы

  ◦ Точность управления: двигатели в хирургических роботах и ​​оборудовании МРТ должны соответствовать требованиям высокой точности и низкого уровня вибрации. Типичными вариантами являются бесщеточные двигатели и пьезоэлектрические керамические двигатели.

  ◦ Вспомогательное оборудование: аппараты искусственной вентиляции легких, инфузионные насосы и т. д. используют микродвигатели с постоянными магнитами для обеспечения долговременной стабильной работы.

5. Национальная оборона и специальные области

  ◦ Военная техника: электрические сервоприводы торпед, беспилотники и т. д. используют бесщеточные двигатели с редкоземельными постоянными магнитами для повышения надежности и динамических характеристик.

  ◦ Экстремальные условия эксплуатации: двигатели, устойчивые к высоким температурам и радиации, используются в космических аппаратах и ​​глубоководных зондах для поддержки операций в особых условиях.

2. Тенденция развития автомобильной техники

1. Высокая эффективность, энергосбережение и инновационные материалы

  ◦ Уровень высокоэффективного двигателя: постепенно становятся популярными двигатели стандартов IE3 и IE4, снижающие потребление энергии за счет оптимизации конструкции обмотки и использования высокопроизводительных магнитных материалов (таких как нанокристаллические магнитомягкие сплавы).

  ◦ Материалы-заменители редкоземельных элементов: исследование и разработка постоянных магнитных материалов, не содержащих редкоземельных элементов (например, магнитов на основе марганца и алюминия), чтобы снизить зависимость от ресурсов редкоземельных элементов.

2. Интеллект и цифровизация

  ◦ Интеллектуальная диагностика и профилактическое обслуживание: интеграция датчиков и технологии Интернета вещей (Интернет вещей) для мониторинга рабочего состояния двигателя в режиме реального времени, реализации предупреждений о неисправностях и удаленного обслуживания.

  ◦ Технология цифровых двойников: оптимизируйте конструкцию двигателя с помощью виртуальных моделей для повышения точности управления и энергоэффективности.

3. Бесщеточная технология и интеграция

  ◦ Бесщёточный двигатель постоянного тока (БДПТ): заменяет традиционные щёточные двигатели в бытовых приборах высокого класса и электромобилях, повышая эффективность и срок службы.

  ◦ Мехатронная конструкция: интегрируйте двигатель с драйвером и контроллером, чтобы уменьшить размер и повысить надежность системы.

4. Расширение новых сценариев применения

  ◦ Электрическая авиация: сверхпроводящие двигатели и распределенные системы электропривода поддерживают развитие электрических самолетов и способствуют декарбонизации авиационной промышленности.

  ◦ Микророботы: пьезоэлектрические приводные двигатели и микродвигатели с постоянными магнитами используются в медицинских эндоскопах и микрозондах.

5. Экологичное производство и устойчивое развитие

  ◦ Экологически чистые материалы: использование перерабатываемого пластика и производственных процессов с низким уровнем загрязнения для сокращения выбросов углерода в процессе производства.

  ◦ Переработка отработанных двигателей: создание системы экономики замкнутого цикла и повышение уровня переработки редкоземельных материалов.

3. Проблемы и перспективы на будущее

• Технические трудности: нехватка редкоземельных ресурсов и сложность практического применения сверхпроводящих материалов остаются ограничивающими факторами.

• Контроль затрат: крупномасштабное производство высокопроизводительных двигателей (например, синхронных двигателей с постоянными магнитами) требует дальнейшего снижения затрат.

• Потребности в стандартизации: Содействие унификации мировых стандартов энергоэффективности двигателей, содействие технической совместимости и расширению рынка.

В будущем технологии двигателей будут больше ориентированы на эффективность, интеллектуальность и экологичность и будут играть более важную роль в новой энергетике, интеллектуальном производстве, медицине и других областях. Благодаря глубокой интеграции новых материалов и искусственного интеллекта двигательные системы будут развиваться в сторону более высокой производительности и большей гибкости.