由于在海洋、油气勘探、环保处理和航空航天等应用工程项目中经常需要用到非常规的工作环境、电气性能、技术参数、体积限制和特殊安装要求的一些非标电机,以及出于安全原因不能在国外采购的敏感设备用电机。 目前通常是在常规批量生产的电机上做部分改型定制以达到客户的应用要求,但是对于某些特殊场合来说还是满足不了应用要求,譬如对体积和环境要求严苛、超高性能参数或需要嵌入前端设备的一体化电机,那么就要从头开始重新设计和制造电机。 我司在此类特种电机采购时发现提供此类定制设计电机的厂家很少,小企业没有这方面的电机设计专业人才,大企业对起订量和后期生产批量要求较高,且电机的设计费用很高,研发生产周期太长。 因此我司不得不自己设计和生产此类小批量定制要求的电机以满足所承接的应用项目。 经过多年在此类非标的电机设计生产过程中,我们掌握了很多特种电机的设计方法和生产制造经验,实现了原本普通电机和改型电机都无法完成的应用项目,为海洋工程、航空航天、油气勘探和国防科研的关键应用提供了很多设备和解决方案。
我司可以为用户专门设计和生产以下特型电机:
海洋深水耐压电机100Mpa
水下绞车绞盘电机
油气井勘探钻机电机、绳索取芯钻电机
深井导向驱动电机
液压泵电机、液压站专用电机
中空轴导流导气电机
转台、倾角台和多姿态平台驱动电机
水下探伤精密扫描电机
水下激光焊接位置控制电机
水下切割、取芯钻等电动工具电机
水下机械臂和电动卡钳、抓手电机
无轴螺旋桨电机、管道机器人电机
空轴推进器盘式电机、炮塔驱动电机、雷达驱动电机
舵鳍推拉电机、集成电动缸推杆电机
飞行姿态控制电机、襟翼执行器电机
AGV车辆牵引电机、集成轮式电机
耐油耐化学品腐蚀电机
耐高温280℃电机
耐低温电机-160℃
耐高压200Mpa电机
真空环境电机10-4Pa、无尘洁净室用电机
核电站辐射环境电机106Gy
高电压井下电机3000V、6000V
电厂防洪涝排水泵电机、水电站抽水泵电机
定制超长机身、超小外壳尺寸电机
定制超高功率/扭矩密度电机
定制超低电磁噪音干扰电机
定制防爆电机
定制逆向工程专业电机
我们采用专业电机设计软件配合多年设计经验和计算优化,实现了电机在全转矩和全转速范围内的物理模拟设计。全工作范围内评估电机的拓扑结构和设计概念,并生成结构尺寸、性能和优化的效率,快速迭代地执行多物理量计算,可以在更短的时间内完成从概念到最终设计的过程。
我们首先会和用户协商确定下对定制设计电机的各种应用要求、性能参数以及结构体积等条件,初步给出该电机的设计方案,包括电机的拓扑结构和设计概念,然后从电机的参数和几何建模、电磁性能预测、热平衡分析、运行效率评估以及转定子的机械性能等几个方面进行电机的设计、模拟和仿真。根据仿真模拟和计算得出转矩、转矩脉动、功率、交直流铜损、磁损和铁损、反电势、电压、电流、电感、磁链路和磁力、功率因数、同步和堵转转速,瞬态和稳态热分布及其传导途径,同时计算分析出电机转定子的机械受力、离心力、转速惯量及其应力位移等参数。
据此我们会再和用户多次沟通商议,确定下最终的电机设计,包括电机各项电气参数(槽数、极数、磁隙、相数、匝数、线圈间距、层数等)、电机结构、尺寸和永磁体材料、硅钢片材料、导体材料、绕组绕制类型、冷却方式、绝缘材料、密封材料、机壳材料选择、散热翅片形状尺寸确定。我们会进一步根据电机出轴和机身受力及其安装方式的力学要求进行计算和模拟优化来确定转子轴和机壳的选用材料、结构方式和尺寸,以及轴承的规格材质,并同时兼顾电机的电磁噪音抑制以及机械震动和声学优化。
最后我们还要根据电机类型和控制精度要求来确定电机的反馈元件和驱动电路。
根据用户要求我们可以和用户签订保密协议,明确知识产权归属,移交全部技术文档包括组件图纸、材料清单、制造规范、装配说明和材料备注以及批量化生产建议等,方便用户在批量生产时移交给新的生产供货商。 同时我们也可以提供该电机方案的制造成本评估、技术和工艺难点、性能优势等具体说明。另外我们还可以提供在此案设计过程中考虑过的多个备选方案的相关说明和取舍原因,以免用户将来重复不必要的工作。
经过客户认可后就进入了样机的实际生产阶段,其中包括:
永磁体定制采购和装配工艺确定
转子材料采购、工艺确定
转子轴的生产加工和装配
定子叠片开模生产、退火和装配
绕组漆包线和绝缘材料采购、嵌线工艺确定和绕制生产
定子绕组浸漆、密封工艺确定和生产装配
机壳散热结构设计,自然空冷、强制空冷或强制液冷
机壳和端盖材料采购和加工
反馈元件采购和安装
轴承和电机连接器、出线的采购
电机总装和调试
驱动控制电路设计和采购生产
绝缘性能测试、耐压浪涌测试、脉冲高压测试、电晕测试
电气性能测试
负载性能测试
机械性能测试
电磁噪音、机械震动测试
极限环境持久性测试
样机生产出来后我们将对电机进行空载和带载测试,记录下电机的转矩/转速特性、驱动功率和效率、转矩/电流特性、震动和噪音等各项性能参数。如果实测参数和要求相差甚远的话我们会找出原因后进行多次设计调整直到满足要求。至此电机设计和成品样机生产完成,后续我们还可以提供电机的电子控制建议或配套控制器的设计生产。
我们目前的可以承接设计的电机类型,包括无刷永磁电机、无刷永磁外转子电机、感应电机、开关磁阻电机、直流电机、同步电机、爪极电机、单相感应电机、步进电机。
常见永磁体材料
材料 | 磁性能 | 特性 | 居里温度 | 感温系数 | 成本 |
铸造铝镍钴 | 剩磁5,500–13,500 矫顽475–1,900 磁能积1.4–10.5 | 铸造成型、硬质、晶体结构-研磨或电火花加工 | 840°C | 0.02%/°C | 中等 |
烧结铝镍钴 | 剩磁6,000–10,800 矫顽力550–1,900 磁能积1.4–5.0 | 粉末压制成型,硬结构-研磨或电火花加工 | 840°C | 0.02%/°C | 较低 |
硬铁氧体 | 剩磁3,450–4,100 矫顽力3,000–4,800 磁能积 2.7–4.0 | 形状简单:弧形、矩形、插头、环 - 硬磨 | 450°C | 0.02%/°C | 很低 |
钐钴 | 剩磁8,800–11,000 矫顽力11,000–21,000 磁能积18–32 | 非常脆-研磨或电火花加工 | 750°C / 825°C | 0.035%/°C | 很高 |
钕铁硼 | 剩磁 10,500–14,000 矫顽力14,000 磁能积 27–50 | 需要涂层以防止氧化-研磨或 电火花加工 | 310°C | 0.13%/°C | 较高 |
铁铬钴 | 剩磁9,000–13,500 矫顽力50–600 磁能积4.25–5.25 | 可成型、冲压、薄轧1.3-0.013mm | 600°C | 0.02%/°C | 较低 |
挤压柔性粘结铁氧体 | 剩磁2,500–5,600 矫顽力3,500–16,000 磁能积1.4–6.2 | 尺寸范围宽,柔性、抗热冲击 | 铁氧体 450°C 钕铁硼310°C | 0.18%/°C 0.07-0.13%/°C | 较低/中等 |
模压塑料粘结磁体 | 剩磁2,500–6,900 矫顽力3,000–16,000 磁能积 1.5–10.5 | 形状复杂、壁薄、尺寸紧凑、无需加工、强度好 | 铁氧体 450°C 钕铁硼310°C | 0.18%/°C 0.07-0.13%/°C | 很低/中等 |
压合粘结钕铁硼磁体(环氧树脂) | 剩磁6,200–8,200 矫顽力4,300–18,000 磁能积7.5–15.0 | 形状简单, 精密公差无需加工、高磁能积、模具成本更低 | 钕铁硼310°C | 0.07-0.13%/°C | 中等 |
常见定子材料
材料类型 | 定子核心损失 | 磁饱和密度 | 磁导率 | 易处理性 | 成本 |
冷轧电机叠片钢 | 一般 | 好 | 好 | 最好 | 0.5 |
无取向硅钢 | 好 | 好 | 一般 | 好 | 1.0 |
晶粒取向硅钢 | 较好 | 好 | 较好 | 一般 | 1.25 |
铁基非晶合金 | 较好 | 一般 | 高 | 要小心处理 | 1.25 |
薄型硅钢 | 较好 | 好 | 好 | 一般 | 10 |
6-12%镍铁合金 | 较好 | 好 | 好 | 需要注意 | 12 |
49%镍铁合金 | 较好 | 一般 | 高 | 需要注意 | 12 |
80%镍铁合金 | 较好 | 低 | 高 | 需要注意 | 15 |
钴铁合金 | 好 | 最好 | 较好 | 需要注意 | 45 |
购买人 | 会员级别 | 数量 | 属性 | 购买时间 |
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