電機(jī)創(chuàng)新的四個(gè)領(lǐng)域——全電動(dòng)飛機(jī)或?qū)⒃谖磥?0年內(nèi)實(shí)現(xiàn)

　　為什么現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)出性能更高的電動(dòng)機(jī)和變頻器？答案似乎是更好的設(shè)計(jì)軟件，平均下來每年都要改進(jìn)一次?，F(xiàn)在可以設(shè)計(jì)出非常復(fù)雜的電機(jī)，以增強(qiáng)扭矩、功率、效率和功率因數(shù)。而在10年前，這要困難得多。
　　軟件的復(fù)雜性，已大大改善了電機(jī)以及驅(qū)動(dòng)和控制的設(shè)計(jì)。
電機(jī)創(chuàng)新的4個(gè)領(lǐng)域
　　下面是電機(jī)創(chuàng)新關(guān)注的4個(gè)主要領(lǐng)域：
　　1.永磁電機(jī)仍然是最受歡迎的電機(jī)，假設(shè)應(yīng)用可以承受磁鐵的高成本。
　　2.同步磁阻電機(jī)之所以重要，是因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)和控制拓?fù)浞矫孢M(jìn)行了改進(jìn)。兩家總部位于歐洲的自動(dòng)化公司，已經(jīng)開始設(shè)計(jì)60Hz的版本，但是可能還需要幾年時(shí)間才能推出完整的產(chǎn)品線。
　　3.開關(guān)磁阻電機(jī)技術(shù)緊隨其后。對(duì)于自定義應(yīng)用需求而言，在功能上可以超過同步磁阻電機(jī)。
　　4.在創(chuàng)新程度上，感應(yīng)電機(jī)跌至第四位。這主要是因?yàn)樵诠ぞ吆椭圃焐?，電?dòng)機(jī)供應(yīng)商已經(jīng)進(jìn)行了大量的投資。由于投資資產(chǎn)和市場(chǎng)份額的原因，在滿足美國國家電氣制造商協(xié)會(huì)（NEMA）的要求和電機(jī)設(shè)計(jì)創(chuàng)新方面，電機(jī)公司經(jīng)常采用“如果沒壞，就不要修理它”的策略。只有當(dāng)市場(chǎng)要求它們提高性能時(shí)，它們才會(huì)做出改變。
　　永磁電機(jī)、同步磁阻和開關(guān)磁阻電機(jī)則需要在工具上進(jìn)行更多的投資和更高的生產(chǎn)率，才能以低于目前成本的方式實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用。
　　下面是電機(jī)創(chuàng)新的一些亮點(diǎn)。
開關(guān)磁阻
　　盡管其它類型的電機(jī)可以使用變頻器，但開關(guān)磁阻電機(jī)必須具有完全獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)器。由于用戶需要完整的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，因此該電機(jī)往往需要定制。它適用于一個(gè)或一組特定應(yīng)用。通常直到該應(yīng)用投入生產(chǎn)后，才能在網(wǎng)絡(luò)上找到它。
　　一家英國公司SR Drives所生產(chǎn)的開關(guān)磁阻電機(jī)性能很高，與交流矢量電機(jī)相比，效率提高了10％。
　　線性實(shí)驗(yàn)室介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)在直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車應(yīng)用中的使用。它描述了一種輪轂內(nèi)汽車驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)：在輪轂內(nèi)配置兩個(gè)或四個(gè)電動(dòng)機(jī)，是集中式電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)者。線性實(shí)驗(yàn)室電機(jī)以旋轉(zhuǎn)和線性方式運(yùn)行，該公司聲稱能提供迄今為止現(xiàn)有任何電機(jī)兩倍的驅(qū)動(dòng)力。
　　該設(shè)計(jì)具有一些主要優(yōu)點(diǎn)，包括重量更輕、范圍更廣、維護(hù)更少。功率因數(shù)是該設(shè)計(jì)的一個(gè)缺點(diǎn)，通常降低約10％。

　　西門子的Simotics MV449 Above-NEMA電機(jī)，與市場(chǎng)上的其它機(jī)架相比，該電機(jī)的功率高出14％以上。
同步磁阻
　　最新型的永磁輔助同步磁阻電機(jī)，在轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中增加了鐵氧體磁體，從而改善了扭矩、功率和功率因數(shù)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新者的下一個(gè)目標(biāo)是全電動(dòng)飛機(jī)。
　　勞斯萊斯公司已經(jīng)注意到需要開發(fā)更好的液體燃料，以跟上電動(dòng)馬達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)。西門子被確定為這一應(yīng)用的電機(jī)供應(yīng)商。勞斯萊斯發(fā)動(dòng)機(jī)也需要商用飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。制造小型全電動(dòng)飛機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是可能的，商用渦輪電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)似乎有可能在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
　　同步磁阻電動(dòng)機(jī)在更低的負(fù)載（50％）下，比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)工作的更好。并且可在較寬的速度范圍內(nèi)工作。
　　高性能電機(jī)可以是混合設(shè)計(jì)。迄今為止，性能最高的扭矩密度電機(jī)似乎是梅賽德斯奔馳i3牽引電機(jī)。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是將表面磁鐵和埋入磁鐵，以復(fù)雜方式結(jié)合在一起。（作者：Dan Jones）