電機創(chuàng)新的四個領(lǐng)域——全電動飛機或?qū)⒃谖磥?0年內(nèi)實現(xiàn)

　　為什么現(xiàn)在可以設(shè)計出性能更高的電動機和變頻器？答案似乎是更好的設(shè)計軟件，平均下來每年都要改進一次?，F(xiàn)在可以設(shè)計出非常復(fù)雜的電機，以增強扭矩、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，已大大改善了電機以及驅(qū)動和控制的設(shè)計。
電機創(chuàng)新的4個領(lǐng)域
　　下面是電機創(chuàng)新關(guān)注的4個主要領(lǐng)域：
　　1.永磁電機仍然是最受歡迎的電機，假設(shè)應(yīng)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(qū)動和控制拓撲方面進行了改進。兩家總部位于歐洲的自動化公司，已經(jīng)開始設(shè)計60Hz的版本，但是可能還需要幾年時間才能推出完整的產(chǎn)品線。
　　3.開關(guān)磁阻電機技術(shù)緊隨其后。對于自定義應(yīng)用需求而言，在功能上可以超過同步磁阻電機。
　　4.在創(chuàng)新程度上，感應(yīng)電機跌至第四位。這主要是因為在工具和制造上，電動機供應(yīng)商已經(jīng)進行了大量的投資。由于投資資產(chǎn)和市場份額的原因，在滿足美國國家電氣制造商協(xié)會（NEMA）的要求和電機設(shè)計創(chuàng)新方面，電機公司經(jīng)常采用“如果沒壞，就不要修理它”的策略。只有當(dāng)市場要求它們提高性能時，它們才會做出改變。
　　永磁電機、同步磁阻和開關(guān)磁阻電機則需要在工具上進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現(xiàn)更多的應(yīng)用。
　　下面是電機創(chuàng)新的一些亮點。
開關(guān)磁阻
　　盡管其它類型的電機可以使用變頻器，但開關(guān)磁阻電機必須具有完全獨立的驅(qū)動器。由于用戶需要完整的電機驅(qū)動系統(tǒng)，因此該電機往往需要定制。它適用于一個或一組特定應(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)磁阻電機性能很高，與交流矢量電機相比，效率提高了10％。
　　線性實驗室介紹了開關(guān)磁阻電機在直接驅(qū)動電動汽車應(yīng)用中的使用。它描述了一種輪轂內(nèi)汽車驅(qū)動設(shè)計：在輪轂內(nèi)配置兩個或四個電動機，是集中式電力驅(qū)動電動機的競爭者。線性實驗室電機以旋轉(zhuǎn)和線性方式運行，該公司聲稱能提供迄今為止現(xiàn)有任何電機兩倍的驅(qū)動力。
　　該設(shè)計具有一些主要優(yōu)點，包括重量更輕、范圍更廣、維護更少。功率因數(shù)是該設(shè)計的一個缺點，通常降低約10％。

　　西門子的Simotics MV449 Above-NEMA電機，與市場上的其它機架相比，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(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)。電機驅(qū)動創(chuàng)新者的下一個目標(biāo)是全電動飛機。
　　勞斯萊斯公司已經(jīng)注意到需要開發(fā)更好的液體燃料，以跟上電動馬達的發(fā)展趨勢。西門子被確定為這一應(yīng)用的電機供應(yīng)商。勞斯萊斯發(fā)動機也需要商用飛機的渦輪發(fā)動機。制造小型全電動飛機電機驅(qū)動裝置是可能的，商用渦輪電動發(fā)動機似乎有可能在10年內(nèi)實現(xiàn)。
　　同步磁阻電動機在更低的負載（50％）下，比感應(yīng)電動機和永磁電動機工作的更好。并且可在較寬的速度范圍內(nèi)工作。
　　高性能電機可以是混合設(shè)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(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）