美國無刷直流電動機市場和技術(shù)發(fā)展動向
胡鴻祥 (上海南洋電機廠)
【摘 要】本文從市場需求、應(yīng)用領(lǐng)域、運動控制技術(shù)及電機的特點出發(fā)，指出近年來無刷直流電動機銷售量的增長速度很快，在運動控制技術(shù)領(lǐng)域占有較大的比例。無刷直流電動機在工廠自動化設(shè)備中應(yīng)用廣泛，可望取代有刷直流電動機，并向著高速，高性能、低成本的方向發(fā)展。
【敘 詞】無刷直流電動機．市場，應(yīng)用，發(fā)展，動向
1 概述
與有刷直流電動機相比，無刷直流電動機具有體積小、重量輕、效率高，性能好、使用壽命長和維護少的優(yōu)點。據(jù)美國mtt預(yù)測公司的用戶研究報告——《直流無刷運動技術(shù)》(1986年～1991年)的分析和預(yù)測，在世界范圍內(nèi)，各種運動控制技術(shù)正在不斷發(fā)展，許多公司都投入這一技術(shù)領(lǐng)域，因此，通過競爭使無刷直流電機技術(shù)得到了充分展示。1986年美國各種控制電機及配套裝置的市場銷售額約為17億美元，到1991年將達到3l億美元，年增長率為13.7％，其中電機的銷售額1986年占67.8％，從1986年～1991年整個時期看，電機銷售額在逐年遞增，這是因為配套裝置更多地采用了半導(dǎo)體元件，使平均成本降低，而磁鋼及其它電機材料費用則在總體上不斷增加。
2 市場的需求
據(jù)統(tǒng)計，1986年在美國市場所有的控制電機中，有刷直流伺服電機占有58％的市場份額，無刷直流電機僅占15.1％，但由于對傳動產(chǎn)品的需求不斷增加，而電子設(shè)備的成本又在不斷降低，給有刷直流伺服電機銷售帶來一定影響，1991年它的市場份額將降低至41.5％。從廣義上來看無刷技術(shù)(即把步進電機和交流調(diào)速電機都包括在其中)在1991年將占到整個市場份額的58％以上。表1為美國控制電機和配套裝置的市場消費量。
mtt研究報告指出，就1986年美國市場無刷直流電機本身而言，銷售量為5.6百萬臺，1.77億美元，在全部電機中占16％；1991年無刷直流電機的消費量可望達到26.5百萬臺，6.3億美元。在全部控制電機中，無刷直流電機1986年占7％，1991年將占16％，增長速度最快。表2列出了美國市場的無刷直流電機在各應(yīng)用領(lǐng)域所占的份額。
從表中可知，無刷直流電機將在各個運動控制市場占有較大的份額。①辦公自動化(計算機，商務(wù)設(shè)備)方面，無刷直流電機增長幅度****，但所占份額較大；②工廠自動化方面，無刷直流電機采用具有主軸和位置功能的新設(shè)計；同時，無刷直流電機也正在進入大功率領(lǐng)域，如液力運動系統(tǒng)；③國防和航天方面，無刷直流電機要求體積更小，重量更輕，效率更高和適用性更強；④汽車和家電產(chǎn)品方面增長最快，主要用于增加各種使用和方便功能(如一輛普通汽車中已需25臺輔助電機；****汽車中達70臺輔助電機)，無刷直流電機在這一應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑵鸬街匾奶娲饔谩?/div>
在擁有無刷直流電機技術(shù)的企業(yè)中，沒有一家公司的銷售量超過美國市場的1o％，或者在任何一個應(yīng)用領(lǐng)域占有統(tǒng)治地位。銷售量****的有20家公司占據(jù)市場銷量的63％。其中，fanuc usa公司在工廠自動化領(lǐng)域，nidec公司在辦公自動化領(lǐng)域，papst公司在儀器設(shè)備領(lǐng)域和kollmorgen公司在國防和航天領(lǐng)域為最主要的生產(chǎn)廠商。
3 應(yīng)用場合和發(fā)展動向
當前，對運動控制起到推動作用的三種最為顯著的技術(shù)是電子換向、稀土永磁材料和計算機接口。
目前有刷直流電機技術(shù)仍然是最重要的伺服類型，但是無刷直流電機正在日益顯示出重要性。據(jù)報道，步進電機為高精度運動控制提供了******的方法。無刷直流電機與有刷直流伺服電機的不同之處在于，它無需維修、運行速度更高、并且沒有換向限制。因此，應(yīng)用范圍逐步擴大，使市場需求量有很大增加。由于電氣伺服機構(gòu)的用途增加，用戶希望通過對伺服技術(shù)的選擇，大大改善設(shè)備和系統(tǒng)的性能，從而對伺服技術(shù)的選擇就變得更為苛刻。鑒于這一原因，伺服電機制造廠急于發(fā)展能滿足用戶各種要求的技術(shù)。伺服系統(tǒng)及其主要用途如附圖所示。
無刷直流電機在各種工廠自動化設(shè)備中 應(yīng)用廣泛，在要求高轉(zhuǎn)速或要求伺服機構(gòu)作為設(shè)備和系統(tǒng)的一個運動部件的許多 |
