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      直線電機全領域滲透 市場需求急劇增加

           

            日前,記者了解到這樣一項新的技術信息:內蒙古蒙泰煤電集團建設了一條新型的直線電機運輸系統來運輸煤炭及礦石,這一信息引起了記者的極大興趣。
            
        據專家介紹,直線電機運輸系統是將變流器、牽引控制設備和直線異步電機的初級繞組放置在運礦車上,直線異步電機的反應板沿線路鋪設,初次級之間產生牽引力,推動小車運行。直線電機作為推進動力,有別于現有的輪軌(鐵路、城軌)、公路、航空、水路、管道交通五種運輸方式,被稱為第六種運輸方式,具有攀坡度大、占地少、投資低、時速快、運行平穩、易于實現自動控制、無噪音、運營維護和耗能費用低等優點,是一種綠色運輸方式。

        何為直線電機?直線電機的產業化會帶來些什么?

      和旋轉電機相比具有四大優點
            
        直線電機是一種將電能直接轉換成直線運動機械能的新穎電機,旋轉電機所具有的品種直線電機幾乎都有,其應用范圍正在不斷擴大,并在一些它能獨特發揮作用的地方取得了令人滿意的效果。
            
        一、結構簡單。直線電機不需要經過中間轉換機構而直接產生直線運動,使結構大大簡化,運動慣量減少;同時也提高了可靠性,節約了成本,使制造和維護更加簡便。它的初次級可以直接成為機構的一部分,這種獨特的結合,使得這種優勢進一步體現出來。
            
        二、適合高速直線運動。因為不存在離心力的約束,可以達到較高的速度。而且如果初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙,運動時無機械接觸,因而運動部分也就無摩擦和噪聲。這樣,傳動零部件沒有磨損,可大大減小機械損耗,從而提高整體效率,也提高了系統的靈敏度、快速性和隨動性。

        磁懸浮列車應用的就是直線電機技術。利用初次級間 “氣墊或磁墊保存間隙,運動時無機械接觸”這一概念,磁懸浮列車才真正變為可能,磁懸浮列車改變了傳統軌道車輛靠輪軌摩擦力推進的方式,使列車在軌道上浮起滑行,在交通技術發展史上是一個重大的突破,被譽為21世紀一種理想的交通工具。
            
        三、定位精度高。在需要直線運動的地方,直線電機可以實現直接傳動,因而可以消除中間環節帶來的各種定位誤差,故定位精度高,如采用微機控制,還可以大大提高整個系統的定位精度。

        直線電機的這一特性,對于高速度運算的計算機設備來說意義非凡。在計算機主機上,在硬盤裝置方面,直線伺服電動機首先在IBM2314主光驅上使用,后來又在IBM333 上采用。日本松下公司在3.5英寸的磁盤裝置上也采用了直線伺服電動機,采用直線電機后,計算機有效地縮短了存取時間,提高了工作效率。
            
        此外直線電機也在計算機的輸入輸出設備中得到了應用。如日本神鋼電機公司、富士通公司,分別將直線步進電機和直線直流電機用于打印機,取得了分辨能力和停止精度提高,加速特性更好的效果。日本松下公司則將直線伺服電機用于驅動數字掃描儀,使掃描儀總重減輕,啟動推力提高,圖像波動減少,掃描速度提高近5倍。
            
        四、工作安全可靠、壽命長。直線電機可以實現無接觸傳遞力,機械摩擦損耗幾乎為零,所以故障少,免維修,因而工作安全可靠、壽命長。

       采用了直線感應電機驅動的溫哥華空中列車,在14年的時間里安全運送乘客4.5億人次,運行里程超過10億公里,保持著長期的安全運行紀錄;日本自1990年3月,在大阪7號線采用了直線感應電機驅動的地鐵,1991年在東京12號線采用直線電機驅動地鐵后,神戶、橫濱、福岡、仙臺和其他一些城市也引入直線電機地鐵。
            
        而在我國,由南車青島四方研制的新型直線電機地鐵車輛,于2011年初在廣州地鐵5號線投入運營,而新型直線電機地鐵車輛在廣州地鐵的4號線、6號線、7號線,有的已經使用,有的也將要使用。
            
        直線電機技術的全領域滲透,使得市場需求量急劇增加,高需求必定帶來更多商機,但對于國內直線電機企業來說,如何把握這“云涌”的財富?

      將升級傳統制造業
            
        直線電機理論早已在19世紀末出現,但是直至20世紀50年代中期,直線電機的理論和應用才得到了快速發展。20世紀90年代中期,世界上已經有多家公司制造出直線電機傳動裝置,并率先在高速機床中實現應用。
            
        1993年,德國Ex—cell—O公司在漢諾威國際機床博覽會上,展出了世界上第一臺應用直線電機驅動技術的超高速加工中心,該機床最大快移速度為60m/min。日本機床裝備發展迅猛,高檔機床大量采用直線電機驅動技術。
            
        我國直線電機技術的研究始于20世紀70年代,上海電機廠、寧波大學、沈陽工業大學、清華大學、國防科技大學、浙江大學、廣東工業大學等高校都做了相關研究,但未能實現真正應用到高速機床上。隨著我國步入先進制造業的產業發展與升級階段,2002年上海磁懸浮列車的開通,標志直線電機在中國的研究、應用和發展進入到一個新的階段,并逐步縮小與世界領先之間的差距。
            
        雖然我國直線電機的研究取得了一些成績,但與國外相比,其推廣應用方面尚存很大的差距,無論產品的性能、品種,還是應用都處于起步階段,甚至大量是空白。專家認為,如果我們不能抓住當前市場需求旺盛的機遇,在直線電機及其驅動控制技術的開發與應用上奮起直追,我國在很多領域的高效驅動、節能減排、安全生產方面,都會存在很大的隱患。  
            
        目前,國內不少研究單位已經注意到這一點。清華大學機械學系制造工程研究所研究的長行程永磁直線伺服單元額定推力1 500N,最高速度60m/min,行程600mm;沈陽工業大學研究的重點擺在了永磁同步直線電動機的控制方式及伺服系統;在2003中國國際機床展覽會上,北京機電院高技術股份公司、江蘇多棱數控機床股份有限公司,展出了國產首批直線電機驅動的立式加工中心,其X、Y軸采用了直線電機,最大進給速度60m/s。這些研究為直線電機技術在國產高速機床上的應用發揮了積極作用。

       目前在我國機床行業中,應用直線電機進給系統的產品越來越多。在2007年4月的中國國際機床展上,直線電機的應用越來越廣泛,杭州機床集團推出了國內首次使用直線電機的平面磨床。
            
        而由北方交通大學、中科院、內蒙古科技大學與蒙泰煤電集團共同研發的新型直線電機運輸系統,從根本上改變我國現行以汽車運輸和鐵路專用線為主的煤炭集貨模式、解決了制約我國煤炭運輸瓶頸問題。
            
        據悉,本項目被列入國家科技支撐計劃項目,將形成我國新型直線電機運輸系統完整的自主知識產權和全套的技術標準體系,還將建立相應的研發中心、制造基地和推廣使用基地。
            
        專家認為,各行業中直線電機的研發與運用都體現了直線電機的強勁動力,中國大力發展先進制造業,直線電機行業作為其隱性的基礎行業,對先進制造業意義重大。
            
        另一方面,直線電機的應用,對我國勞動密集型企業生產效率提升也有促進作用。例如食品、電池、玩具加工等勞動密集型行業,通常需要大量的人工資源,如果將生產線升級為直線電機驅動的自動化生產線,對企業克服“用工荒”,節省勞動成本降低產品生產成本,將會起到積極的作用。
            
        可以看出,直線電機在國的發展勢在必行,潛力無限。

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

       

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