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行業(yè)視點(diǎn)
永磁電機成熟可讓國產(chǎn)潛艇性能重大突破 。
內容簡(jiǎn)介:永磁電機究竟可以給潛艇帶來(lái)哪些提升?所謂使潛艇更安靜這種說(shuō)法,更多的是媒體和網(wǎng)友們的誤解。如果到網(wǎng)上查一查會(huì )發(fā)現永磁電機噪音低確實(shí)是事實(shí),因為電流聲沒(méi)有了,但是這種聲音對于潛艇降噪來(lái)說(shuō),幾乎是可以忽略不計的,對潛艇來(lái)說(shuō),噪音更主要來(lái)自于潛艇內部機械部分的震動(dòng)。
      前不久,中國第一臺完全自主知識產(chǎn)權的永磁電機試車(chē)成功,引起了很多媒體和網(wǎng)友的關(guān)注,大家都在關(guān)心永磁電機技術(shù)突破之后,潛艇會(huì )有哪些性能上的提升。
      不少媒體說(shuō)永磁電機和傳統的勵磁電機相比噪音更小,永磁電機的使用將使中國的潛艇更加安靜。
      安靜性是潛艇最關(guān)鍵的指標,如果永磁電機真的使潛艇的噪音大幅度降低,這無(wú)疑是一個(gè)巨大的進(jìn)步。可是這真的能實(shí)現嗎?這就要從永磁電機本身說(shuō)起了。
      學(xué)過(guò)中學(xué)物理的人都知道,電機能夠運轉是因為兩個(gè)磁場(chǎng)相對的作用,這里頭就包括了定子和轉子,也就是定子要有一個(gè)磁場(chǎng),轉子上也要有一個(gè)和定子相反的磁場(chǎng),轉子的磁場(chǎng)怎么產(chǎn)生呢?我們知道電可以生磁,所以說(shuō)傳統的電機是在轉子上繞上一大堆電線(xiàn),術(shù)語(yǔ)叫做線(xiàn)圈繞組,通過(guò)線(xiàn)圈產(chǎn)生磁場(chǎng),因為這個(gè)原理,這種傳統的電機又被叫做勵磁電機。而永磁電機用大型的永磁磁體替代了線(xiàn)圈繞組,轉子的磁場(chǎng)不是通過(guò)電機產(chǎn)生的,所以叫永磁電機。

永磁電機成熟可讓國產(chǎn)潛艇性能重大突破——西安西瑪電機

美國“海狼”級潛艇。(資料圖)

      對永磁電機來(lái)說(shuō),轉子的線(xiàn)圈繞組和電刷都沒(méi)了,這意味著(zhù)結構更加簡(jiǎn)單,尺寸上可以有較大幅度的縮小。另外沒(méi)有了線(xiàn)圈繞組,運行時(shí)電流通過(guò)線(xiàn)圈繞組產(chǎn)生的電流嗡嗡聲就會(huì )大幅降低,這就是永磁電機降低噪音的原因。
      永磁電機和勵磁電機相比,還有其它的一些重要優(yōu)勢。它在低輸出的時(shí)候,效率會(huì )更高,因為它不需要電流勵磁這一部分的消耗,所以它的總體運行效率也會(huì )更高一些。
      研發(fā)運用永磁電機的難點(diǎn)在什么地方呢?永磁電機早就有,但是永磁電機尺寸小的好做,尺寸大的不好做,因為需要足夠大和足夠強磁場(chǎng)的永磁體,才能做成輸出功率足夠大的電機。
      另外,永磁體的磁場(chǎng)會(huì )隨著(zhù)時(shí)間減弱,特別是在極端的情況下,例如高溫、低溫這樣的情況下,永磁體的磁場(chǎng)會(huì )出現永久性的減弱。而潛艇的主電機如果用永磁電機的話(huà),就要有相當的技術(shù)水平。
      永磁電機究竟可以給潛艇帶來(lái)哪些提升?所謂使潛艇更安靜這種說(shuō)法,更多的是媒體和網(wǎng)友們的誤解。如果到網(wǎng)上查一查會(huì )發(fā)現永磁電機噪音低確實(shí)是事實(shí),因為電流聲沒(méi)有了,但是這種聲音對于潛艇降噪來(lái)說(shuō),幾乎是可以忽略不計的,對潛艇來(lái)說(shuō),噪音更主要來(lái)自于潛艇內部機械部分的震動(dòng)。
      看起來(lái)漂亮的螺旋槳空泡是潛艇噪聲的罪魁禍首之一。
      勵磁電機的噪音水平就好像在潛艇當中大聲說(shuō)話(huà)一樣,聲音是傳不到艇外的,或者說(shuō)傳到艇外的震動(dòng)可以忽略不計。所以網(wǎng)傳永磁電機可以大幅降低潛艇噪音是一種誤解。
      對安靜性沒(méi)有大的提升,它的好處究竟體現在哪兒呢?首先體現在重量和體積的縮小。以需要跑20節以上的潛艇為例,以往潛艇的主電機可能需要7200-7500馬力,如果用直流電機的話(huà),重量大概要有七八十噸,往小點(diǎn)說(shuō)也得六七十噸,長(cháng)度可能會(huì )有七八米,形象點(diǎn)說(shuō),它的體積大概和一個(gè)中巴車(chē)差不多大。

      如果說(shuō)使用永磁電機的話(huà),重量減輕和體積縮小,顯然會(huì )給潛艇的設計總布置帶來(lái)很多好處。
      永磁電機另一個(gè)特別值得關(guān)注的優(yōu)勢,在于它的可靠性大幅度提高,在低輸出時(shí)效率的提升也有很大的意義。
      潛艇的電機,有時(shí)要跑高速,有時(shí)又要跑低速,最佳效率點(diǎn)是設在高速上還是設在低速上,這個(gè)很難平衡。過(guò)去的潛艇可能會(huì )有兩臺電機甚至更多的電機,這個(gè)是充分考慮了低速的效能和高速效能以及可靠性的因素。
      像老的俄羅斯基洛級潛艇,它的動(dòng)力電機有三臺,一個(gè)主電機,一個(gè)經(jīng)航電機,還有一個(gè)備用電機,要這么多電機主要為了解決大輸出和小輸出效率的問(wèn)題,同時(shí)還要解決可靠性的問(wèn)題。對于永磁電機來(lái)說(shuō),它總體的工作效率提高了,同時(shí)低輸出時(shí)候的效率有極大的改善,這樣一來(lái)經(jīng)航電機就可以取消了。而且它的可靠性大幅提升,那么備用電機是不是也就可以取消了呢?這對潛艇的設計顯然有很大幫助。

      德國德意志造船廠(chǎng)碼頭上,一艘掛埃及國旗的新型209級1400M潛艇正在舉行移交儀式。2011年埃及向德國購買(mǎi)了兩艘209型常規潛艇。
      國外的常規潛艇,最高航速可以跑到20節、21節,這些潛艇的主電機,4000多馬力、5000馬力,撐死了6000馬力,怎么算也算不出來(lái)它是如何跑到20節以上的。其實(shí)這是國外的設計者搞的小貓膩。這是因為潛艇采用了雙速制,正常航行的時(shí)候,跑到15節、16節,這時(shí)使用的是主電機的最大功率。想跑到20節,短時(shí)間想沖一下,就采用超負荷運行的方式,一個(gè)4000、5000馬力的電機,可以超負荷運行60%,甚至80%,這時(shí)就可以跑到20節、21節,當然這個(gè)超速運行的時(shí)間不能太長(cháng),因為超負荷運行電機會(huì )發(fā)熱,長(cháng)時(shí)間的發(fā)熱會(huì )燒毀線(xiàn)圈繞組和電刷。所以高速度前提就是時(shí)間很短。
      早期德國209型潛艇的航速有21節,但在實(shí)際使用當中它只能以21節的航速跑十分鐘,就是因為這個(gè)原因。永磁電機和勵磁電機相比,它沒(méi)有了轉子的線(xiàn)圈繞組和電刷,發(fā)熱燒毀的幾率將會(huì )大大降低。使用永磁電機,超負荷運行的時(shí)間,將會(huì )大大的增加。
      從勵磁電機到永磁電機,這是潛艇主動(dòng)力電機的一個(gè)不小的進(jìn)步。當然了,潛艇總體性能的提升,是由許許多多這些子系統、分系統的技術(shù)進(jìn)步和提升綜合帶來(lái)的結果,單純的一個(gè)永磁電機不可能把一艘潛艇變成神器,但是許許多多像永磁電機這樣的進(jìn)步累計起來(lái),就有可能把潛艇打造成一個(gè)神器。
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西瑪三相異步電動(dòng)機已成為發(fā)展的主要方向。
  整個(gè)電機行業(yè)的平均利潤水平呈U型,競爭對手數量呈U型反轉。目前,三相異步電動(dòng)機行業(yè)市場(chǎng)化程度較高,擁有眾多電機企業(yè),整個(gè)行業(yè)正處于整合優(yōu)化的過(guò)程中。微電機和大型電機,包括一些特種電機,由于其技術(shù)難度大、初始投資大、技術(shù)門(mén)檻高,處于U型曲線(xiàn)的最高端。
西安西瑪電機原廠(chǎng)生產(chǎn)的電機滑環(huán)的抗干擾性能很強嗎
  西瑪電機在電機滑環(huán)干擾源的導線(xiàn)上加一個(gè)屏蔽層,屏蔽層接地。方法:如果遇到高工作電壓和高頻率,滑環(huán)應選擇電磁感應屏蔽。在電磁感應屏蔽中,用金屬材料和導電體原材料作為屏蔽層,可以產(chǎn)生很好的電磁干擾。
如何根據空載電流判斷西瑪電機性能?
  一般來(lái)說(shuō),小型電機的空載電流約為額定電流的30%~70%,大中型西瑪電機的空載電流約為額定電流的20%~40%。特別是,特定西瑪電機的空載電流一般不在銘牌或電機產(chǎn)品手冊上標明。
交流電機的用途和作用有哪些?
  西安西瑪電機有限公司生產(chǎn)的交流電機使用和控制非常方便。具有自動(dòng)啟動(dòng)、加速、制動(dòng)、倒車(chē)、保持等功能,可滿(mǎn)足各種操作需要。電機工作效率高,無(wú)煙、無(wú)臭、無(wú)污染。環(huán)境和噪音也很低。由于其諸多優(yōu)點(diǎn),廣泛應用于工農業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、國防、商業(yè)、家用電器、醫療電器等領(lǐng)域。
直流電機和交流電機的具體區別是什么?
  首先,直流電機和交流電機都是由于磁場(chǎng)的作用而工作的電機。直流電可以看作是步進(jìn)電機的一種。一般來(lái)說(shuō),直流電機的功率不如交流電機,特別是無(wú)刷電機克服了有刷電機的許多缺點(diǎn),但也存在諧振等缺點(diǎn)。
近10年電機能效評估標準的發(fā)展歷程回顧。
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  開(kāi)門(mén)機漸成為大家完成大門(mén)主動(dòng)化的產(chǎn)物,由于裝上它便可完成智能化辦理和數字化辦理,結束了以往要大家要下車(chē)開(kāi)門(mén)的年代,是社會(huì )的一大前進(jìn),提高了大家生計的質(zhì)量和提高了工作效率,且安全又便利。
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