磁悬浮无轴承电机是一种先进的电动机,具有低摩擦、低噪音、高效率、高精度、高动态响应等优点,可广泛应用于工业自动化、智能家居、医疗健康等领域。
按其应用领域,磁悬浮无轴承电机可分为半导体用磁悬浮无轴承电机、工业自动化用磁悬浮无轴承电机、智能家居用磁悬浮无轴承电机、医疗健康用磁悬浮无轴承电机等。
《磁悬浮无轴承电机市场现状分析及行业前景预测报告》研究显示:
20世纪70年代中期,德国的P.K.Hermann提出了一种具有极对数p和p+2两套定子绕组的电磁装置,这种电磁装置就是具有径向磁轴承功能的电机;美国的P.Meinke也提出了电机具备转子转动和磁悬浮功能的构想,然而,由于逆变器技术、数字信号处理技术及电机磁场定向控制技术在那时发展还很不成熟,因此,要实现这种构想的电机几乎是不可能的。1985年,日本的T.Higuchi提出了具有磁轴承功能的步进电机,具备转矩和径向悬浮力解耦控制环节;1988年,瑞士的R.Bosch提出了一种能同时产生径向悬浮力的圆盘电机,首次使用了无轴承电机这个概念。
瑞士苏黎世联邦工学院在开展磁悬浮轴承和磁悬浮无轴承电机研究和应用方面,其水平一直处于世界领先地位。自20世纪80年代后期,电气工程与设计实验室主任J.Hugel教授领导下的课题组长期致力于磁悬浮无轴承电机理论和应用研究,实现永磁同步电动机、交流异步电动机、薄片电动机等多种电动机无轴承技术。1990年,J.Bichsel研制出世界第一台无轴承永磁同步电动机样机;1996年,R.Schoeb实现了交流异步电动机的无轴承技术;1998年,N.Barletta创造性地研制出无轴承永磁薄片电动机。十几年来,学院先后有20多位博士生专门从事磁悬浮无轴承电机的研究和开发,取得了众多研究和应用成果,尤其是在磁悬浮无轴承电机应用方面处于世界领先地位。
日本同样也是在20世纪80年代后期开展磁悬浮无轴承电机研究工作,在A.Chiba带领下的课题组,先后研究了磁阻电动机、交流异步电动机、开关磁阻电动机、永磁同步电动机等无轴承技术;此外,美国、德国、奥地利等国家也开展了磁悬浮无轴承电机研究。
我国从20世纪90年代后期开始从事磁悬浮无轴承电机研究,先后开展了交流异步电动机、无刷直流电动机、开关磁阻电动机和永磁同步电动机等无轴承技术的研究和开发工作。磁悬浮无轴承电机技术作为一种新型电机技术,具有高效、节能、环保等优点。随着我国能源结构的转变和环保意识的提高,磁悬浮无轴承电机技术的市场需求不断增长,我国磁悬浮无轴承电机行业尚处于发展期,行业发展前景广阔,未来市场仍存在较大提升空间。
磁悬浮无轴承电机也称为无轴承薄片电机,是利用无轴承技术实现转子的旋转和径向上的主动悬浮,利用磁阻力实现转子除径向和旋转自由度外的另外三个自由度的被动悬浮,具有轴向利用率高,性能优越的特点,在生物化学、医疗、半导体制造等超纯净驱动领域具有良好的应用前景,2023年中国磁悬浮无轴承电机市场规模为3.58亿元。
磁悬浮无轴承电机是具有径向磁轴承功能的高速电机,它的结构紧凑,可以作为大功率高速电机使用。由于产品优势明显,磁悬浮无轴承电机供给规模不断扩大,2023年我国磁悬浮无轴承电机市场供给为1134台,同比增长14.78%。