導(dǎo)語：磁懸浮電機(jī)替代傳統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:磁懸浮電機(jī)采用無接觸式磁軸承，避免了轉(zhuǎn)子與定子間的摩擦造成的功率損失，在使用成本方面，磁懸浮電機(jī)降低了維護(hù)過程的費用，同時避免了轉(zhuǎn)子磨損情況，大幅度的提升了電機(jī)的使用壽命，與此同時，較小的摩擦功損失提升了電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率，提升了電機(jī)的使用經(jīng)濟(jì)性，通過將磁懸浮電機(jī)目前技術(shù)現(xiàn)狀、使用成本與使用限制等因素的分析，得出結(jié)論，在使用效果與經(jīng)濟(jì)性方面，部分領(lǐng)域磁懸浮電機(jī)相比傳統(tǒng)電機(jī)具有一定的優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞:磁懸浮電機(jī);技術(shù);經(jīng)濟(jì)性;可行性分析

1緒論

磁懸浮電機(jī)是磁懸浮軸承電機(jī)的簡稱，磁懸浮電機(jī)與傳統(tǒng)電機(jī)的最大差別在于，磁懸浮電機(jī)采用磁懸浮軸承，代替?zhèn)鹘y(tǒng)電機(jī)中的滾珠軸承或浮動軸承，在使用過程中，磁懸浮電機(jī)的轉(zhuǎn)子不與定子發(fā)生相對滑動，因此可以降低因滑動摩擦造成的功率損失，同時在維護(hù)時也無需額外對運動面進(jìn)行潤滑維護(hù)，但是磁懸浮電機(jī)對溫度要求較高，過高的溫度會導(dǎo)致磁懸浮軸承失穩(wěn)，影響轉(zhuǎn)子正常運行，同時，磁懸浮軸承需額外消耗電能，以維持其懸浮能力，磁懸浮電機(jī)是否能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)電機(jī)，有必要從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面開展可行性分析。

2磁懸浮電機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢分析

磁懸浮電機(jī)作為一種新型的電動機(jī)形式，一經(jīng)推出即得到了良好的市場反饋，以下針對磁懸浮電機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢開展分析。

(1)節(jié)能高效。在傳統(tǒng)電動機(jī)日常使用的能量損耗中，摩擦損失占總能量損失的45%左右，較大的能量損失除了降低電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化能力外，也使摩擦副長期處于高速摩擦狀態(tài)，大量機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，嚴(yán)重影響了電動機(jī)的使用效能和設(shè)為可靠性，摩擦副作為電動機(jī)的易損部位，其使用壽命往往也決定了電動機(jī)的使用壽命，成為限制傳統(tǒng)電機(jī)壽命提升的“短板”，為了應(yīng)對這一情況，磁懸浮電機(jī)采用磁懸浮軸承，消除了因摩擦造成的能量損失和熱量積聚，以最為常見的磁懸浮水冷機(jī)組為例，滿負(fù)荷運行時，其能量轉(zhuǎn)化率較傳統(tǒng)電機(jī)高約35%左右，具有顯著的節(jié)能高效特點。

(2)維護(hù)成本低廉。電動機(jī)作為運動部件，需要定期的進(jìn)行清潔與維護(hù)，維護(hù)工作的重點一般在于潤滑油脂的補充、更換與易損部件的更換，在潤滑油脂的更換過程中，有時還應(yīng)當(dāng)根據(jù)電動機(jī)的實際使用狀況，對油道進(jìn)行清潔，一般潤滑保養(yǎng)為常規(guī)保養(yǎng)，而油道清潔保養(yǎng)為特殊類型的保養(yǎng)，不論哪種保養(yǎng)類型，均會造成一定時間的電動機(jī)停機(jī)，影響電動機(jī)的使用效能，造成使用成本的提升，采用磁懸浮電機(jī)，因轉(zhuǎn)子與定子間的接觸部分較少，且主要軸承位置采用完全非接觸結(jié)構(gòu)，大大減少了摩擦副的數(shù)量，從而降低了因摩擦造成的機(jī)械損傷，因此在很大程度上免去了潤滑保養(yǎng)的工作，同時，磁懸浮電動機(jī)因潤滑位置較少，在設(shè)計時避免了復(fù)雜的油道布置，從而免去了油道清潔的工作，大大降低了維護(hù)保養(yǎng)的時間及成本。

(3)系統(tǒng)耐久性好。耐久性是衡量電機(jī)長期穩(wěn)定運行能力的重要評價指標(biāo)，行業(yè)要求一般工程類電機(jī)可以穩(wěn)定連續(xù)運行500小時以上，3年能量損失不得高于15%，但是這一標(biāo)準(zhǔn)很難滿足如人工心臟、呼吸機(jī)等重要設(shè)備的電動機(jī)使用需求，傳統(tǒng)電動機(jī)因油道內(nèi)參與油液的積累，在長期運行后，能量損失最高可高達(dá)25%，隨著連續(xù)運轉(zhuǎn)時間的增加，電動機(jī)溫升明顯，內(nèi)阻增大，導(dǎo)致效率顯著下降，連續(xù)運行1000小時以上，最大效率損失可達(dá)70%。為了驗證磁懸浮電機(jī)的連續(xù)、長期運轉(zhuǎn)能力，針對某人工心臟內(nèi)的小型磁懸浮電機(jī)開展了耐久試驗，結(jié)果表明，磁懸浮電機(jī)可以連續(xù)800小時無功率損失運行，連續(xù)1500小時可以達(dá)到90%最大效率運行。磁懸浮電機(jī)展現(xiàn)了良好的耐久性，優(yōu)于傳統(tǒng)電機(jī)。

3磁懸浮電機(jī)的劣勢分析

磁懸浮電機(jī)作為一種新型的電機(jī)形式，其本身設(shè)計還存在諸多不足之處，以下針對磁懸浮電機(jī)的一些缺陷開展分析。

(1)部署成本高。磁懸浮電機(jī)雖在摩擦副的數(shù)量方面少于傳統(tǒng)電機(jī)，但因磁懸浮軸承的存在，加之技術(shù)新穎性較高，其部署成本遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電動機(jī)，以某壓縮機(jī)內(nèi)的磁懸浮電動機(jī)為例，較傳統(tǒng)電動機(jī)而言，部署磁懸浮電機(jī)的成本高出約20%，高出的成本幾乎抵消磁懸浮電動機(jī)的使用成本優(yōu)勢。

(2)結(jié)構(gòu)較為龐大。磁懸浮電動機(jī)需要通過磁懸浮軸承，實現(xiàn)轉(zhuǎn)子與定子的完全分離，磁懸浮軸承的原理是通過低阻抗線圈，實現(xiàn)電磁鐵的均勻磁斥力，以保證轉(zhuǎn)子的懸浮，其核心在于電流溫度的電磁線圈。為了保證磁懸浮軸承中的電磁線圈電流量均勻，需要嚴(yán)格控制電磁線圈的溫度，因此需要配套的冷卻設(shè)備，與大多數(shù)傳統(tǒng)電動機(jī)采用的風(fēng)冷方式不同，考慮到空氣冷卻的不均勻性，磁懸浮電動機(jī)為了滿足冷卻需求，一般采用水冷的方式，在電機(jī)附近，配備專用水冷循環(huán)設(shè)備，結(jié)構(gòu)較為龐大。

(3)設(shè)備修復(fù)難度大。磁懸浮電動機(jī)主體結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)電動機(jī)簡單，其核心部件為磁懸浮軸承，磁懸浮軸承中的電磁線圈一般采用低阻抗的高純銅或銀質(zhì)導(dǎo)線，若出現(xiàn)引線斷裂，低阻抗導(dǎo)線重新連接會導(dǎo)致部分區(qū)域內(nèi)阻的變化，從而影響磁斥力的穩(wěn)定性，因此磁懸浮軸承一般無法進(jìn)行常規(guī)修復(fù)，而磁懸浮電動機(jī)主體結(jié)構(gòu)中，磁懸浮軸承占總成本的50%以上，磁懸浮軸承的損傷一般意味著整機(jī)的報廢，磁懸浮軸承修復(fù)難度大、部署成本高導(dǎo)致其難以在大范圍內(nèi)推廣。

4可行性分析

通過以上對磁懸浮電機(jī)優(yōu)劣勢的分析，可以發(fā)現(xiàn)，磁懸浮電機(jī)作為一種新型的電動機(jī)形式，其本身具有節(jié)能高效、維護(hù)成本低、耐久性好等優(yōu)勢，但是也存在部署成本高、結(jié)構(gòu)龐大、設(shè)備修復(fù)難度大等不利之處，綜合對比發(fā)現(xiàn)，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，磁懸浮電機(jī)可以在重要醫(yī)療器械、重點部位壓縮機(jī)等需要連續(xù)、長期輸出穩(wěn)定動力的設(shè)備中得到應(yīng)用，而對于一般工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、民用家電等低技術(shù)領(lǐng)域，因磁懸浮電機(jī)部署成本高等不足，目前而言還不足以代替?zhèn)鹘y(tǒng)電動機(jī)。

5結(jié)論

磁懸浮電機(jī)通過創(chuàng)新性的磁懸浮軸承設(shè)計，大幅減少了電動機(jī)中摩擦副的使用，從而減少了因摩擦造成的功率損失，同時接觸部位的減少也降低了設(shè)備的維護(hù)成本。但磁懸浮電機(jī)作為新興產(chǎn)品，其部署成本較高，目前一般適用于對可靠性要求較高的領(lǐng)域，相信在不遠(yuǎn)的將來，隨著磁懸浮電機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，磁懸浮電機(jī)可以得到更加廣闊的應(yīng)用。

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作者:邱文俊 單位:上海明華電力技術(shù)工程有限公司 /電氣設(shè)備部