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與傳統矽鋼材料相比較非晶材料在電機上有哪些優點?

從上世紀80年代開始, 國內外材料科學界的一直在研究開發非晶電機。 非晶電機, 是用一種特殊的非晶合金代替電機裡面的矽鋼作為定子材料。 非晶合金電機具有損耗低、效率高、可以在高頻高速下良好運轉的優點, 是電機技術的一種新選擇。

非晶合金是由超急冷凝固, 合金凝固時原子來不及有序排列結晶, 得到的固態合金是長程無序結構, 沒有晶態合金的晶粒和晶界存在。 非晶合金具有許多獨特的性能, 如優異的導磁性、耐腐蝕性、耐磨性、高的強度和硬度, 高的電阻率和機電耦合性能, 這些決定了非晶電機具有體積小、效率高、損耗低、溫升低等優點。

電機發展歷程中的幾次重大變革

目前傳統電機的鐵心材料均使用熱軋或者冷軋的矽鋼片, 其中冷軋矽鋼片的性能高於熱軋矽鋼片。 電機鐵心內部由於磁滯和渦流現象而引起的磁滯和渦流損耗統稱為鐵心損耗, 簡稱為鐵耗。 對於電機而言, 鐵心損耗由磁滯損耗和渦流損耗兩部分構成, 其中磁滯損耗和磁場交變的頻率、鐵心的體積以及磁滯回線的面積正相關, 渦流損耗與鐵磁材料厚度的平方成正比。

電機的鐵耗正比於頻率的1.3次方, 當工作頻率較低(幾十赫茲)時, 電機鐵耗占總損耗的比重較小, 使用非晶合金替代矽鋼意義不大。 隨著頻率的升高,

矽鋼的磁導率會明顯減小, 電機的鐵耗顯著增大, 當頻率很高(≥300 Hz)時, 矽鋼電機的溫升會因為鐵心損耗的大幅增加而急劇上升, 但是鐵基非晶合金的磁導率幾乎不隨頻率的升高發生改變, 非晶合金電機在高頻下仍能良好工作。 由此可見, 非晶合金電機在高頻應用領域有較明顯的性能優勢。

當前非晶合金電機應用的重點主要是對高功率密度有需求的高頻電機, 包括移動電源用發電機、電動汽車用發電機和驅動電機、高速主軸電機、風機、水泵、壓縮機驅動用高頻電機等。 這些高頻軸向磁通電機的主要應用場合包括電動汽車驅動電機、燈塔發電機、車用增程式發電機和其他移動發電機等。 未來幾年, 上述應用市場將是非晶合金電機的重點應用領域。

2010年, 國內就有眾多企業對非晶電機進行研發並製作出非晶電機樣機, 但由於非晶合金硬度高、脆性高, 非晶合金的加工非常困難, 一直沒有實現量產。

隨著全球氣候的巨大變化, 環境和能源問題越來越受到世界各國的高度重視, 節能減排已成為全人類共同關注的焦點。 電機在工業生產和人民生活中都是極為重要的動力設備, 電機的耗電量在各種電氣設備中位居首位。 全球範圍內電機的用電量占世界總用電量的50%以上, 占工業用電量的70%左右;在我國電機的用電量約占總用電量的60%。 目前我國電機的效率普遍比發達國家低很多, 電機的效率還有很大的提升空間。 在能源日趨緊缺和環境問題日趨嚴重的今天,

降低電機損耗、提高電機效率具有重大意義, 能夠在節約能源、控制環境污染等方面具提供幫助。 隨著非晶電機可量產規模化這一問題的解決, 非晶電機未來有望為環境和能源做出重大的貢獻。

01

電機專用非晶帶材

產品優勢:低損耗、高磁導率、高飽和磁感應強度

應用範圍:高頻高速特種電機

聯盟資源:非晶聯盟擁有電機專用非晶材料開發及製造平臺, 可根據客戶要求提供飽和磁感Bs介於1.55~1.65T、寬度小於213mm的各種規格的非晶剪切帶和非晶切片。

02

非晶電機定子鐵芯

產品優勢:

(1)非晶鐵芯損耗可比矽鋼鐵芯降低85~95%, 可大幅度降低電機的鐵損和溫升, 提高電機穩定性;

(2)具有高磁導率, 可提高電機的回應速率、降低銅損;

(3)磁性能高頻衰減緩慢, 適合應用於高頻電機。

應用範圍:高速主軸電機、新能源汽車驅動電機、高頻發電機、商用空調壓縮機電機、高速風機水泵、智慧製造伺服電機、高速離心機等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有高性能非晶電機定子鐵芯開發及製造平臺, 可根據客戶要求提供各種規格的非晶鐵芯產品。

03

高速非晶主軸電機

功率11kW,調速範圍0~3.6萬轉/分鐘

產品優勢:

(1)效率可提高3-10%,節能效果顯著;

(2)電機發熱和溫升低,具有更低的冷卻要求和更長的使用壽命;

(3)在高轉速下具有更高的轉矩輸出。

應用範圍:高速加工中心、高速機床、高速雕刻機等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有高性能非晶主軸電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制功率0.5~24kW、調速範圍0~15萬轉/分鐘的各種規格的高速非晶主軸電機產品。

04

新能源汽車非晶驅動電機

額定功率35kW,最大功率110kW,調速範圍0~1.5萬轉/分鐘

產品優勢:

(1)具有更高的效率,續航里程可提高3-5%;

(2)低發熱和低溫升,具有更高的穩定性和更低的冷卻要求;3.具有更高的功率密度和轉矩密度。

應用範圍:高端商用車、乘用車的集中式驅動以及分散式(輪邊及輪轂)驅動。

聯盟資源:非晶聯盟擁有高性能非晶驅動電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率15~100kW、調速範圍0~1.5萬轉/分鐘的各種規格的非晶驅動電機產品。

05

商用空調壓縮機非晶電機

額定功率130kW

產品優勢:

(1)效率高達98%以上,節能優勢顯著;

(2)具有低發熱和低溫升,對水冷系統冷卻能力要求較低;

(3)具有高頻低損耗,可以實現小體積、大功率。

應用範圍:高端商用空調、大功率空壓機以及製冷裝備等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有壓縮機用變頻調速非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率50-150kW的變頻調速非晶電機產品。

06

軸向磁場非晶電機

額定功率6kW

產品優勢:

(1)高效節能,頻率960Hz時效率仍可達96%以上;

(2)具有低發熱和低溫升,可以省掉複雜的水冷系統;

(3)適合高頻工作,具有體積小、重量輕等優勢。

應用範圍:中高端工業設備、新能源汽車、電動汽車等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有軸向磁場非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率1.0~35kW、頻率0.4~1.2kHz的軸向磁場非晶電機產品。

07

微型高速非晶電機

產品優勢:具有超高轉速、高效率等優點。

應用範圍:無人機、破壁機、高速離心機、車模、黑色家電、空氣淨化器、電動工具等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有微型非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制各種規格微型高速產品。

08

全系列永磁/非晶無刷高速靜音型離心風機

產品優勢:具有風量大、噪音低、效率高等優點。

應用範圍:通訊設備、醫療、汽車、掃地機器人等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有永磁/非晶無刷高速靜音型離心風機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制各種規格產品。

可根據客戶要求提供各種規格的非晶鐵芯產品。

03

高速非晶主軸電機

功率11kW,調速範圍0~3.6萬轉/分鐘

產品優勢:

(1)效率可提高3-10%,節能效果顯著;

(2)電機發熱和溫升低,具有更低的冷卻要求和更長的使用壽命;

(3)在高轉速下具有更高的轉矩輸出。

應用範圍:高速加工中心、高速機床、高速雕刻機等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有高性能非晶主軸電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制功率0.5~24kW、調速範圍0~15萬轉/分鐘的各種規格的高速非晶主軸電機產品。

04

新能源汽車非晶驅動電機

額定功率35kW,最大功率110kW,調速範圍0~1.5萬轉/分鐘

產品優勢:

(1)具有更高的效率,續航里程可提高3-5%;

(2)低發熱和低溫升,具有更高的穩定性和更低的冷卻要求;3.具有更高的功率密度和轉矩密度。

應用範圍:高端商用車、乘用車的集中式驅動以及分散式(輪邊及輪轂)驅動。

聯盟資源:非晶聯盟擁有高性能非晶驅動電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率15~100kW、調速範圍0~1.5萬轉/分鐘的各種規格的非晶驅動電機產品。

05

商用空調壓縮機非晶電機

額定功率130kW

產品優勢:

(1)效率高達98%以上,節能優勢顯著;

(2)具有低發熱和低溫升,對水冷系統冷卻能力要求較低;

(3)具有高頻低損耗,可以實現小體積、大功率。

應用範圍:高端商用空調、大功率空壓機以及製冷裝備等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有壓縮機用變頻調速非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率50-150kW的變頻調速非晶電機產品。

06

軸向磁場非晶電機

額定功率6kW

產品優勢:

(1)高效節能,頻率960Hz時效率仍可達96%以上;

(2)具有低發熱和低溫升,可以省掉複雜的水冷系統;

(3)適合高頻工作,具有體積小、重量輕等優勢。

應用範圍:中高端工業設備、新能源汽車、電動汽車等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有軸向磁場非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制額定功率1.0~35kW、頻率0.4~1.2kHz的軸向磁場非晶電機產品。

07

微型高速非晶電機

產品優勢:具有超高轉速、高效率等優點。

應用範圍:無人機、破壁機、高速離心機、車模、黑色家電、空氣淨化器、電動工具等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有微型非晶電機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制各種規格微型高速產品。

08

全系列永磁/非晶無刷高速靜音型離心風機

產品優勢:具有風量大、噪音低、效率高等優點。

應用範圍:通訊設備、醫療、汽車、掃地機器人等領域。

聯盟資源:非晶聯盟擁有永磁/非晶無刷高速靜音型離心風機開發及製造平臺,可根據客戶要求定制各種規格產品。

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