電機創(chuàng )新的四個(gè)領(lǐng)域——全電動(dòng)飛機或將在未來(lái)10年內實(shí)現

　　為什么現在可以設計出性能更高的電動(dòng)機和變頻器？答案似乎是更好的設計軟件，平均下來(lái)每年都要改進(jìn)一次?，F在可以設計出非常復雜的電機，以增強扭矩、功率、效率和功率因數。而在10年前，這要困難得多。
　　軟件的復雜性，已大大改善了電機以及驅動(dòng)和控制的設計。
電機創(chuàng )新的4個(gè)領(lǐng)域
　　下面是電機創(chuàng )新關(guān)注的4個(gè)主要領(lǐng)域：
　　1.永磁電機仍然是最受歡迎的電機，假設應用可以承受磁鐵的高成本。
　　2.同步磁阻電機之所以重要，是因為在驅動(dòng)和控制拓撲方面進(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(kāi)始設計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(xiàn)。
　　3.開(kāi)關(guān)磁阻電機技術(shù)緊隨其后。對于自定義應用需求而言，在功能上可以超過(guò)同步磁阻電機。
　　4.在創(chuàng )新程度上，感應電機跌至第四位。這主要是因為在工具和制造上，電動(dòng)機供應商已經(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(mǎn)足美國國家電氣制造商協(xié)會(huì )（NEMA）的要求和電機設計創(chuàng )新方面，電機公司經(jīng)常采用“如果沒(méi)壞，就不要修理它”的策略。只有當市場(chǎng)要求它們提高性能時(shí)，它們才會(huì )做出改變。
　　永磁電機、同步磁阻和開(kāi)關(guān)磁阻電機則需要在工具上進(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)現更多的應用。
　　下面是電機創(chuàng )新的一些亮點(diǎn)。
開(kāi)關(guān)磁阻
　　盡管其它類(lèi)型的電機可以使用變頻器，但開(kāi)關(guān)磁阻電機必須具有完全獨立的驅動(dòng)器。由于用戶(hù)需要完整的電機驅動(dòng)系統，因此該電機往往需要定制。它適用于一個(gè)或一組特定應用。通常直到該應用投入生產(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(kāi)關(guān)磁阻電機性能很高，與交流矢量電機相比，效率提高了10％。
　　線(xiàn)性實(shí)驗室介紹了開(kāi)關(guān)磁阻電機在直接驅動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)應用中的使用。它描述了一種輪轂內汽車(chē)驅動(dòng)設計：在輪轂內配置兩個(gè)或四個(gè)電動(dòng)機，是集中式電力驅動(dòng)電動(dòng)機的競爭者。線(xiàn)性實(shí)驗室電機以旋轉和線(xiàn)性方式運行，該公司聲稱(chēng)能提供迄今為止現有任何電機兩倍的驅動(dòng)力。
　　該設計具有一些主要優(yōu)點(diǎn)，包括重量更輕、范圍更廣、維護更少。功率因數是該設計的一個(gè)缺點(diǎn)，通常降低約10％。

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