直驱电机主要优势是传动链短,系效率高,机械结构简单。国家工信部和市场监管总局在联合印发的《电机能效提升计划(2021-2023年)》指出:要加快推进包括“低速大转矩直驱技术”在内的电机系统技术创新,“针对使用变速箱、耦合器的传动系统,鼓励采用低速直驱电机”。
山东科汇电力自动化股份有限公司自2021年开始研发伺服型开关磁阻直驱电机,将伺服功能集成到开关磁阻直驱电机中,比传统直驱电机控制精度更高,适用于直驱式螺旋压力机、热模锻压力机、大型冷却塔风机等场合。2023年7月,在(上海)中国国际金属成型展览会上,科汇公司KSC50-DS系列伺服型低速大转矩开关磁阻直驱电机系统一经亮相,便引起了锻压行业的广泛关注。
01
伺服型开关磁阻直驱电机的特点
※低速大转矩,起动转矩可达额定转矩的3-5倍
具有最大的“转矩/电流”比:3倍额定转矩起动时,起动电流只有额定电流的50%,频繁起停对电网没有冲击,用户不需要对厂区变压器扩容。
※伺服运行精度高
可实现精确的位置控制、速度控制、转矩控制,打击能量误差0.5%以内。
※低速运行效率高,无需散热风扇
开关磁阻直驱电机低速运行效率高,发热量小,采用自然散热方式,结构更简单。
※可靠性高
开关磁阻电机为双凸极结构,转子仅由硅钢片叠压而成,无绕组、无铸铝、无永磁体,电机强度最高,可长期耐受振动冲击。
02
与其他直驱电机的性能对比
KSC50-DS系列伺服型开关磁阻直驱电机与交流直驱电机相比,在相同驱动电流下,起动性能更好,效率更高。交流电机转子有铸铝,抗冲击能力差。
与永磁直驱电机相比,开关磁阻直驱电机不存在失磁风险和年久性能降低的可能,没有铁粉吸附问题,维护简单无需专用设备,主打可靠性最高。
开关磁阻直驱电机与其他直驱电机的性能对比如下表所示。
项目 | 交流直驱电机 | 永磁直驱电机 | 开关磁阻直驱电机 |
起动转矩 | 小 | 大 | 大 |
起动电流 | 很大,需要独立变压器 | 较大,需要独立变压器 | 小,不需独立变压器 |
电机发热 | 大,需要鼓风机强制散热 | 较大,需要水冷系统散热 | 小,无须风机,可自然散热 |
防护等级 | 低,易进粉尘 | 较高,必须密封,否则会吸入铁粉 | 高 |
效率 | 低 | 高 | 高 |
安装维护 | 简单 | 复杂,需专用工装 | 简单 |
电机寿命 | 较长 | 较短,有永磁体失磁风险 | 长 |
控制精度 | 较高,可达到1% | 高,可达0.5% | 高,可达0.5% |
可靠性 | 一般 | 差 | 高 |
03
惊艳亮相
在(上海)中国国际金属成型展览会,青岛方泽机械科技有限公司把科汇KSC50-DS直驱开关磁阻电机产品应用在直驱螺旋压力机上,为展示电机精确的运行控制能力,进行了“打鸡蛋”的演示,滑块与鸡蛋之间距离堪堪仅有纸厚,可谓“举重若轻”,引来众多参展者的驻足,展品当天即被签约卖出。
青岛浩源益友锻压机械有限公司展示了首台装配科汇KSC50-DS系列直驱开关磁阻电机产品的热模锻压力机,每分钟打击最高超过150次,生产效率极高,标志着科汇成功开辟了热模锻压力机的新市场。