一文匯總工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)主要應(yīng)用的電機(jī)

工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，中小型三相異步電機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的電機(jī)產(chǎn)品，不同的電機(jī)有不同的應(yīng)用場(chǎng)合，隨著電機(jī)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和對(duì)電機(jī)工作原理研究的不斷深入，目前還出現(xiàn)了許多新型的電機(jī)，包括稀土永磁電機(jī)，開關(guān)磁阻電機(jī)，同步磁阻電機(jī)等。

一、 各類電機(jī)簡(jiǎn)單介紹

中小型三相異步電機(jī)是目前工業(yè)應(yīng)用最廣泛的電機(jī)產(chǎn)品。因其轉(zhuǎn)子繞組電流是感應(yīng)產(chǎn)生的，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)是各類電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣、需要量最大的一種。各國(guó)的以電為動(dòng)力的機(jī)械中，約有90%左右為異步電動(dòng)機(jī)，其中小型異步電動(dòng)機(jī)約占70%以上。在電力系統(tǒng)的總負(fù)荷中，異步電動(dòng)機(jī)的用電量占相當(dāng)大的比重。在中國(guó)，異步電動(dòng)機(jī)的用電量約占總負(fù)荷的60%多。

稀土永磁電機(jī)是70年代初期出現(xiàn)的一種新型永磁電機(jī)，稀土永磁材料的磁性能優(yōu)異，它經(jīng)過充磁后不再需要外加能量就能建立很強(qiáng)的永久磁場(chǎng)，用來替代傳統(tǒng)電機(jī)的電勵(lì)磁場(chǎng)所制成的稀土永磁電機(jī)不僅效率高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，還可做到體積小、重量輕。既可達(dá)到傳統(tǒng)電勵(lì)磁電機(jī)所無法比擬的高性能（如特高效、特高速、特高響應(yīng)速度），又可以制成能滿足特定運(yùn)行要求的特種電機(jī)，如電梯曳引電機(jī)、汽車專用電機(jī)等。稀土永磁電機(jī)的應(yīng)用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空、航天、國(guó)防、裝備制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。

開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)（Switched Reluctance Drive ：SRD）是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)之后發(fā)展起來的最新一代無級(jí)調(diào)速系統(tǒng)，是集現(xiàn)代微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、電力電子技術(shù)、紅外光電技術(shù)及現(xiàn)代電磁理論、設(shè)計(jì)和制作技術(shù)為一體的光、機(jī)、電一體化高新技術(shù)。它具有調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。 英、美等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究起步較早，并已取得顯著效果，產(chǎn)品功率等級(jí)從數(shù)w直到數(shù)百kw，廣泛應(yīng)用于家用電器、航空、航天、電子、機(jī)械及電動(dòng)車輛等領(lǐng)域。

磁阻式同步電動(dòng)機(jī)，是由同籠型異步電動(dòng)機(jī)演變來的，其轉(zhuǎn)子設(shè)有籠型鑄鋁繞阻，但設(shè)有與定子極數(shù)相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)槽（僅有凸極部分的作用，無勵(lì)磁繞組和永久磁鐵），用來產(chǎn)生磁阻同步轉(zhuǎn)矩。磁阻式同步電動(dòng)機(jī)分為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式、單相電容起動(dòng)式、單相雙值電容式等多種類型。應(yīng)用領(lǐng)域：磁阻式同步電動(dòng)機(jī)主要用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等領(lǐng)域。

二、 上述四類電機(jī)的SWOT分析

（1）中小型三相異步電機(jī)

優(yōu)勢(shì)：可靠性高，成本低，技術(shù)成熟度高，市場(chǎng)份額占比高。

劣勢(shì)：普通電機(jī)效率較低，技術(shù)門檻低，競(jìng)爭(zhēng)激烈，技術(shù)創(chuàng)新性不夠。

機(jī)會(huì)：在對(duì)工況可靠性要求高的場(chǎng)所，普通工況場(chǎng)合均可滿足，高效電機(jī)的推廣是節(jié)能工作的重點(diǎn)。

威脅：稀土永磁市場(chǎng)在擴(kuò)大，尤其是在高效電機(jī)市場(chǎng)。

（2）稀土永磁電機(jī)

優(yōu)勢(shì)：不僅效率高，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，還可做到體積小、重量輕。

劣勢(shì)：成本較異步電機(jī)高30%，長(zhǎng)時(shí)間高溫會(huì)出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。

機(jī)會(huì)：油田、紡織化纖工業(yè)、陶瓷玻璃工業(yè)和年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的風(fēng)機(jī)水泵等領(lǐng)域。市場(chǎng)份額逐步擴(kuò)大。

威脅：不能用于功率過大的場(chǎng)所，主要原因是成本太高、制作工藝有難度。

（3）開關(guān)磁阻電機(jī)

優(yōu)勢(shì)：電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可用于高速運(yùn)轉(zhuǎn)。功率電路簡(jiǎn)單可靠，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流低，適用于頻繁起停及正反向轉(zhuǎn)換運(yùn)行，調(diào)速性能好。

劣勢(shì)：噪聲大及低速運(yùn)行時(shí)力矩脈動(dòng)顯著。需配套控制器使用，兩者加起來成本高。目前可以做到的功率為8kw-400kw，只適用于特殊領(lǐng)域。在通用領(lǐng)域，相比交流異步和直流變頻調(diào)速系統(tǒng)其優(yōu)勢(shì)并不明顯。

機(jī)會(huì)：電動(dòng)車、紡織工業(yè)、焦炭工業(yè)、家電行業(yè)，適用于能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域，即需要高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高轉(zhuǎn)速要求、濕熱環(huán)境及頻繁反正轉(zhuǎn)的領(lǐng)域。

威脅：噪音大的問題難克服，發(fā)展受限。

（4）同步磁阻電機(jī)

優(yōu)勢(shì)：與永磁同步電動(dòng)機(jī)相比，在同等功率條件下大大降低了電機(jī)的成本，同時(shí)拓寬了電機(jī)的使用范圍，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子不存在電磁損耗，能避免開關(guān)磁阻電機(jī)的噪聲大及低速運(yùn)行時(shí)力矩脈動(dòng)顯著等缺點(diǎn)。

劣勢(shì)：功率因數(shù)偏低及與同尺寸的異步電動(dòng)機(jī)比較其出力偏小。

機(jī)會(huì)：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸、國(guó)防、商業(yè)及家用電器、醫(yī)療電器設(shè)備等領(lǐng)域。

威脅：處于研究階段。目前的研究均是分馬力電動(dòng)機(jī)，這種微型電動(dòng)機(jī)在交流系統(tǒng)中占不了什么位置。

三、 電機(jī)產(chǎn)品對(duì)比分析

從多個(gè)層面對(duì)各類競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)比分析，目前中小型三相異步電機(jī)依然是技術(shù)最成熟，市場(chǎng)占有率最大的產(chǎn)品，但是未來要進(jìn)一步優(yōu)化工藝，提高技術(shù)水平，在高效性，緊湊型等方面有進(jìn)一步的提高，才能保持較高的競(jìng)爭(zhēng)性。