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暖通家(報(bào)道,10月30日,第十五屆中國(guó)家電技術(shù)大會(huì)在浙江寧波正式開(kāi)幕。此會(huì)議為目前中國(guó)權(quán)威的家電技術(shù)交流大會(huì),中外家電整機(jī)企業(yè)及零部件企業(yè)、高等院校、科研院所技術(shù)精英云集。電機(jī)年產(chǎn)能近1.7億臺(tái)的Welling也參加了此次會(huì)議,并在創(chuàng)新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)上隆重發(fā)布了轉(zhuǎn)速高達(dá)15萬(wàn)轉(zhuǎn)/分的新型超高速電機(jī)。
順勢(shì)而生,數(shù)說(shuō)1項(xiàng)新產(chǎn)品
家電技術(shù)大會(huì)召開(kāi)的第一天晚上19時(shí)30分,伴隨著熒幕上酷炫震撼的3D特效,Welling在中國(guó)家電技術(shù)大會(huì)上隆重發(fā)布新型超高速電機(jī)。
發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)上,GMCC&Welling總經(jīng)理助理兼先行研究中心主任鄭立宇介紹:“高速電機(jī)要實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速突破十分困難,對(duì)材料及制造工藝有較高的要求。一方面,需要采用特殊的高強(qiáng)度疊片或?qū)嵭霓D(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),以承受高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生的離心力。另一方面,需要有相應(yīng)更高強(qiáng)度的保護(hù)裝置。”
這款電機(jī)具有高轉(zhuǎn)速、低噪音、大吸力、輕量化的特點(diǎn)。值得一提的是,它采用的是獨(dú)特一體式軸承系統(tǒng),在工況下轉(zhuǎn)速可高達(dá)15萬(wàn),風(fēng)機(jī)效率綜合利用率達(dá)53%處于行業(yè)前沿水平。
精心炮制的新品視頻及其中展示出來(lái)的前沿技術(shù)解說(shuō),吸引著現(xiàn)場(chǎng)參會(huì)人士。
新型超高速電機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用印證了鄭立宇在下午全體大會(huì)上發(fā)表的題為《全球白電產(chǎn)業(yè)升級(jí)及發(fā)展趨勢(shì)》主題演講中提及到的用戶需求帶來(lái)的白電產(chǎn)業(yè)發(fā)展“高端化”趨勢(shì)。當(dāng)然,Welling從中探索出的發(fā)展方向遠(yuǎn)不只“高端化”。
高瞻遠(yuǎn)矚,數(shù)說(shuō)5個(gè)白電趨勢(shì)
事實(shí)上,伴隨國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增速、國(guó)家政策等宏觀因素及人們生活方式趨于健康綠色、消費(fèi)升級(jí)特征明顯等因素影響,全球白電市場(chǎng)形勢(shì)日益嚴(yán)峻。在主題演講中,鄭立宇通過(guò)對(duì)白電產(chǎn)品升級(jí)及發(fā)展趨勢(shì)的匯總,結(jié)合案例分析向參會(huì)人士展示了Welling在幾個(gè)方面的研究成果,供參會(huì)人士借鑒和思考,助力中國(guó)家電走向國(guó)際化。
“白電給人們生活帶來(lái)舒適的同時(shí),也加速了人類非可再生資源的消耗,以及導(dǎo)致各種污染問(wèn)題。電機(jī)作為家用電器的核心部件,承載著不可取代的責(zé)任,其在健康與環(huán)保、智能家電、高端化、高效與集成以及細(xì)化市場(chǎng)與個(gè)性化等五個(gè)方面的研發(fā),將是全球白電行業(yè)不斷追求的目標(biāo)?!痹谥黝}報(bào)告演講結(jié)束前,鄭立宇通過(guò)短短幾十秒的視頻分享了對(duì)未來(lái)家電的暢想供參會(huì)人士借鑒和思考,希望Welling能借助此次家電技術(shù)大會(huì)契機(jī),為我國(guó)白電產(chǎn)業(yè)升級(jí)發(fā)展提供助力。
精彩紛呈,數(shù)說(shuō)1個(gè)展臺(tái)
作為此次技術(shù)大會(huì)的東道主之一,Welling設(shè)計(jì)了別具匠心的科技感展臺(tái),藍(lán)白相間,線條簡(jiǎn)約。
展臺(tái)上,除了新品超高速電機(jī)外,還有一款集高效、低噪、環(huán)保技術(shù)特點(diǎn)于一體的空調(diào)電機(jī)。
中國(guó)家電技術(shù)大會(huì),不但是Welling與家電同行共同探討行情發(fā)展、技術(shù)路徑的重要途徑,還是Welling在技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域“不忘初心,砥礪前行”的推進(jìn)劑。
拆20萬(wàn)轉(zhuǎn)超高速電機(jī),德國(guó)制造的電機(jī)
PCB鉆孔設(shè)備上面的,精密雕刻上面也有用到,精密雕刻上面用的更牛逼,35萬(wàn)轉(zhuǎn),我這只有點(diǎn)小問(wèn)題,拆開(kāi)小修一下,順便研究研究
先簡(jiǎn)單介紹一下
這是一種集合 氣、液、電 的高速電機(jī), 空氣軸承,要通壓縮空氣,軸才轉(zhuǎn)的順暢,還有就是氣動(dòng)夾頭,裝刀具的也要通氣壓才能拆裝刀具,液體是用來(lái)散熱的,也就是水冷,電機(jī)是三相交流電驅(qū)動(dòng),最高轉(zhuǎn)速需要3333HZ驅(qū)動(dòng),也就是需要一個(gè)3333HZ的變頻器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn),
上圖
夾頭,裝夾3.175的刀具
這里是接線的
特寫
這是氣缸復(fù)位彈簧
氣缸與推桿,當(dāng)有空氣通入時(shí),推桿向右運(yùn)動(dòng),頂松夾頭,這時(shí)就可以進(jìn)行換刀了,不通氣時(shí),彈簧把氣缸復(fù)位,刀具夾緊,原理就這樣
生銹了,
雙層結(jié)構(gòu)的氣缸,等下拆開(kāi)給大家看看
未完
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繼續(xù)
打磨掉生銹,好多銹,這個(gè)精度要求不高,磨就磨吧
氣缸活塞
氣缸腔體
拆下下面一層結(jié)構(gòu)
可以看到空氣軸承的部件了
生銹嚴(yán)重,估計(jì)是冷卻液漏了,密封不好,等有了密封圈,也要換掉
拆開(kāi)空氣軸承
空氣軸承噴氣盤
再來(lái)一張
下面還有很多小孔哦
德國(guó)做空氣軸承的牌子,相機(jī)不好,拍不太清楚
再來(lái)一張
主軸,就這樣放吧,嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不允許這樣搞,這根軸很精密,超精密加工出來(lái)的,只要不劃傷表面就沒(méi)事
手不能直接拿工作面哦,拿過(guò)了就要徹底除油
老鼠籠轉(zhuǎn)子,只不過(guò)是紫銅的老鼠籠,德國(guó)佬居然還在上面刻字,即便這樣,轉(zhuǎn)子依然平衡,德國(guó)佬就是厲害
只能拆到這了
線圈在下面
最后來(lái)一張 臟亂差,
還沒(méi)有變頻器,電機(jī)還沒(méi)測(cè)試
用這個(gè)主軸做雕刻機(jī),肯定要飛
完,謝謝支持
所謂高速電機(jī)就是轉(zhuǎn)速很高的電機(jī),究竟多高轉(zhuǎn)速的電機(jī)算高速電機(jī),沒(méi)有一個(gè)嚴(yán)格的定義,通常說(shuō)轉(zhuǎn)速超過(guò)10000轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī)就算高速電機(jī),其實(shí)這也就是那么一種說(shuō)法,轉(zhuǎn)速大于10000轉(zhuǎn)/分鐘與小于10000轉(zhuǎn)/分鐘在本質(zhì)上并沒(méi)有一個(gè)分水嶺式的意義和區(qū)別,與其從轉(zhuǎn)速上區(qū)分高低速電機(jī)倒不如從轉(zhuǎn)子表面線速度上區(qū)分更科學(xué)些,因?yàn)殡姍C(jī)里的許多限制條件與線速度密切相關(guān)。因此我們這里所說(shuō)的高速電機(jī)就是指利用一般電機(jī)設(shè)計(jì)制造技術(shù)難以滿足電機(jī)高轉(zhuǎn)速要求,必須特殊考慮的那些電機(jī)。
學(xué)過(guò)電機(jī)設(shè)計(jì)的寶寶們都知道,電機(jī)轉(zhuǎn)速的高低與電機(jī)的體積重量密切相關(guān),同樣功率的電機(jī)轉(zhuǎn)速越高體積重量越小。隨著電機(jī)技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,高速越來(lái)越被人們重視,許多高速設(shè)備希望去掉變速箱,直接用高速電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)(即所謂的”直驅(qū)”),以簡(jiǎn)化系統(tǒng)、降低成本、提高效率。從電機(jī)本身來(lái)講,也希望通過(guò)提高轉(zhuǎn)速減小體積重量以降低成本。因此,近年來(lái)高速電機(jī)的需求越來(lái)越大,許多廠家也紛紛打出高速電機(jī)的招牌,然而,真正要訂貨,卻難以找到技術(shù)成熟的貨架產(chǎn)品。這么好的事,廠家用戶都在追求的一種東東,怎么就很少有成熟的產(chǎn)品呢?前面說(shuō)了,不是廠家不想做,而是研發(fā)高速電機(jī)的難度不是一般的大,那是相當(dāng)?shù)拇?,難在哪呢?今天老師就給寶寶們說(shuō)說(shuō)高速電機(jī)為什么那么難搞。
1 軸承的限制。旋轉(zhuǎn)電機(jī)都離不開(kāi)軸承,傳統(tǒng)的軸承除了它的承載能力外還有一個(gè)重要的制約條件,那就是它的dn值(其實(shí)這個(gè)值代表了軸承檔的線速度),所謂dn值就是軸承檔的直徑與轉(zhuǎn)速的乘積,一般來(lái)講,軸承的dn值不能超過(guò)2*10^6,如果電機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高功率又比較大,那必然會(huì)受到這個(gè)值的制約,采用一般的軸承就不能滿足要求了。解決這個(gè)問(wèn)題一方面需要軸承行業(yè)提高技術(shù),另一方面需要另辟蹊徑,采用一些新技術(shù),如氣懸浮軸承、磁懸浮軸承等。
2 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)限制。轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),轉(zhuǎn)子上的零部件必然會(huì)受到強(qiáng)大離心力的作用,還有氣隙磁場(chǎng)徑向和切向電磁力的作用,當(dāng)轉(zhuǎn)速高到一定程度,則相關(guān)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就會(huì)受到制約,特別是轉(zhuǎn)子繞組端部、磁鋼的緊固結(jié)構(gòu)、槽根部、槽契、磁極緊固結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子鑄鋁結(jié)構(gòu)或銅條焊接、換向器等零部件和結(jié)構(gòu)都會(huì)受到制約,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和緊固方法已不能滿足要求,必須采取特殊的設(shè)計(jì)和工藝來(lái)保證。解決這方面的新技術(shù)包括高強(qiáng)度不銹鋼套、磁鋼內(nèi)嵌設(shè)計(jì)技術(shù)、高強(qiáng)度玻璃纖維打箍技術(shù)、高強(qiáng)度碳纖維打箍技術(shù)、焊接新技術(shù)、高強(qiáng)度硅鋼材料技術(shù)、實(shí)心轉(zhuǎn)子技術(shù)等。
3 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)限制。一般電機(jī)的轉(zhuǎn)速都會(huì)遠(yuǎn)低于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的一階臨界轉(zhuǎn)速,稱為”剛性轉(zhuǎn)子”,不必考慮轉(zhuǎn)子二階以上的振動(dòng)模態(tài)和變形,但高速電機(jī)轉(zhuǎn)速可能會(huì)超過(guò)一階甚至二階臨界轉(zhuǎn)速,稱為”柔性轉(zhuǎn)子”,這種轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)就像面條一樣軟,這就必須要對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行精確的動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算,采取相應(yīng)的抑制措施。需要的技術(shù)包括轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)的精確仿真計(jì)算、柔性轉(zhuǎn)子的平衡技術(shù)、轉(zhuǎn)子剛度平衡技術(shù)、軸鋼材料技術(shù)等。
4 發(fā)熱及冷卻方面的限制。高速電機(jī)體積重量小,是其突出優(yōu)點(diǎn),但體積的減小必然帶來(lái)散熱面積的減小,而電機(jī)的效率是不會(huì)有太大差異的,這就意味著同功率電機(jī)的損耗(即發(fā)熱量)差異不大,而散熱面積差異很大,因此高速電機(jī)的冷卻散熱問(wèn)題就顯得非常突出。另一方面從電機(jī)發(fā)熱角度看,由于電機(jī)轉(zhuǎn)速極高,通常頻率會(huì)很高,而鐵耗與頻率的1.3~1.5次方成正比,因此鐵耗增大會(huì)非常突出,另外轉(zhuǎn)速極高使得風(fēng)磨損耗和雜散損耗也會(huì)急劇惡化,老師就曾見(jiàn)過(guò)由于轉(zhuǎn)子表面光潔度不夠,高速運(yùn)行時(shí)僅空氣摩擦就把轉(zhuǎn)子表面燒變顏色的案例。一方面散熱惡化,另一方面發(fā)熱也不消停,再加上由于轉(zhuǎn)子緊固結(jié)構(gòu)需要打箍或鑲不銹鋼套,不銹鋼套是金屬良導(dǎo)電體,會(huì)增加轉(zhuǎn)子雜散損耗,而打箍材料無(wú)論是玻璃鋼還是碳纖維都是熱的不良導(dǎo)體,各種因素的疊加使得高速電機(jī)的溫升成為一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。解決途徑包括精確的電磁和熱計(jì)算技術(shù)、先進(jìn)的冷卻技術(shù)(如蒸發(fā)冷卻技術(shù)等)和冷卻結(jié)構(gòu)、先進(jìn)的材料技術(shù)等。
5 振動(dòng)噪聲限制。振動(dòng)和噪聲是電機(jī)的重要技術(shù)指標(biāo),高速電機(jī)由于轉(zhuǎn)速很高,使得激振頻率很高,加之電機(jī)細(xì)長(zhǎng),質(zhì)量較輕,阻尼比較小,振型豐富,易產(chǎn)生各種頻率的振動(dòng)。振動(dòng)是噪聲之源,振動(dòng)大則結(jié)構(gòu)噪聲必然會(huì)大,且由于轉(zhuǎn)速極高也容易產(chǎn)生較大的空氣噪聲。試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到還未達(dá)到規(guī)定的轉(zhuǎn)速振動(dòng)和噪聲就已經(jīng)大得無(wú)法繼續(xù)試驗(yàn)下去了。因此減振降噪是高速電機(jī)必須解決的問(wèn)題,也是特別難搞定的問(wèn)題,需要在電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面綜合考慮。
6 結(jié)構(gòu)尺寸方面的限制。從理論上講,高速電機(jī)尺寸較小是其最大的優(yōu)勢(shì),但與低速電機(jī)相比,同功率的電機(jī)如果電壓也相同,那么電流就會(huì)相同或相近,所用的引出線截面并不會(huì)減小,在相對(duì)低速的電機(jī)中,由于電機(jī)體積較大,有足夠大的空間布置引出線,電纜引出往往不存在任何問(wèn)題,而高速電機(jī)內(nèi)部空間尺寸狹小,特別是繞組端部,往往沒(méi)有空間容納截面較大的引出電纜,因此高速電機(jī)的電纜引出就成了一個(gè)大問(wèn)題,必須專門予以考慮。甚至不得不為此專門放大體積尺寸,使得高速電機(jī)體積小的優(yōu)勢(shì)大打折扣。
7 控制方面的限制。高速電機(jī)通常都要用變頻器進(jìn)行控制,由于轉(zhuǎn)速極高,導(dǎo)致基頻很高,而電力電子器件的開(kāi)關(guān)頻率是有限的,而且開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高會(huì)使器件發(fā)熱嚴(yán)重,變頻器效率降低。在一定的開(kāi)關(guān)頻率下,調(diào)制出較高的基頻必然使得調(diào)制比降低,諧波增大,波形變差,進(jìn)一步惡化電機(jī)的發(fā)熱和效率,從而制約了轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高。通常配高速電機(jī)的變頻器需要專門設(shè)計(jì)。
8 加工方面的限制。高速電機(jī)尺寸配合精度高,形位公差和粗糙度要求高,需要精密的加工設(shè)備和工藝來(lái)保證。除此之外由于高速電機(jī)的許多特殊設(shè)計(jì)往往要靠特殊的工藝技術(shù)來(lái)保證,如特殊的焊接工藝(離子束焊、電子束焊、攪拌摩擦焊等)、碳纖維打箍工藝、薄壁件精密機(jī)加工藝、高速動(dòng)平衡工藝等等。
9 材料限制。前面已經(jīng)說(shuō)了,高速電機(jī)會(huì)涉及到許多新材料的應(yīng)用,如高強(qiáng)度低損耗導(dǎo)磁材料、耐高溫稀土永磁材料、高強(qiáng)度玻璃纖維和碳纖維材料、耐高dv/dt絕緣材料等等。
10 電磁兼容方面的限制。高速電機(jī)基波頻率已很高,加之高次諧波較大,使得電磁發(fā)射能量較大,不僅傳導(dǎo)發(fā)射大,高頻輻射也成為不得不重點(diǎn)考慮的因素,否則會(huì)對(duì)周圍電器設(shè)備造成電磁干擾; 又由于高速電機(jī)轉(zhuǎn)速極高,若對(duì)其精確控制不僅需要分辨率極高的傳感器,而且控制信號(hào)的頻率會(huì)更高,控制器動(dòng)態(tài)性能要求更高,這勢(shì)必造成控制器的敏感性高,抗干擾能力變差。因此高速電機(jī)的電磁兼容性能也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。
正因?yàn)橐陨系脑虿艑?dǎo)致高速電機(jī)雖然很熱門,但真正搞出成熟產(chǎn)品卻極其困難,上面列出的因素只是高速電機(jī)所遇到的主要問(wèn)題,另外還有一些細(xì)節(jié)問(wèn)題老師就不贅述了,當(dāng)然根據(jù)產(chǎn)品種類、結(jié)構(gòu)以及用途的不同,上面的問(wèn)題也并不是所有高速電機(jī)都會(huì)遇到,但總會(huì)遇到其中的幾個(gè)方面問(wèn)題。上面十個(gè)方面的問(wèn)題涉及眾多專業(yè),對(duì)于搞高速電機(jī)的寶寶們,如果你在上述十個(gè)方面都能說(shuō)出點(diǎn)道道,或一兩個(gè)方面搞精,那你就牛X了,你就可以找老板要求漲工資了,否則還是好好自己再修煉。對(duì)于采購(gòu)使用高速電機(jī)的寶寶們,別凈聽(tīng)廠家瞎忽悠,你去找他們考察、洽談,找他們最牛的人就針對(duì)以上十個(gè)方面提問(wèn)題,看他們的回答就知道這家產(chǎn)品靠不靠譜。對(duì)于招聘高速電機(jī)人才的單位,面試時(shí)從以上十個(gè)方面問(wèn),即可鑒別出是不是干高速電機(jī)的材料。當(dāng)然以上十個(gè)方面涉及專業(yè)面廣,不能說(shuō)每個(gè)方面都可以寫出一本書(shū),但每個(gè)方面都可以寫幾篇像回事的論文,寫幾篇瞎想還是木有問(wèn)題的。好了,今天就說(shuō)這些吧,如果寶寶們對(duì)哪方面問(wèn)題感興趣下來(lái)我們可以單練,誰(shuí)讓老師是全才呢!真是木辦法!
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5月19日,2020年全國(guó)科技活動(dòng)周暨北京科技周主場(chǎng)正式啟動(dòng)。展館內(nèi),智能巡檢機(jī)器人、氧健康艙、步態(tài)檢索一體機(jī)等280余個(gè)項(xiàng)目全方位展示了北京在航空航天、智能裝備、新材料等領(lǐng)域的科技創(chuàng)新成果。
北京科技周主場(chǎng)活動(dòng)以2020年加強(qiáng)全國(guó)科技創(chuàng)新中心建設(shè)五年來(lái)取得的重就為主線,設(shè)置規(guī)劃引領(lǐng)篇、建設(shè)成就篇、美好生活篇、科普惠民篇四個(gè)篇章。布展以“場(chǎng)景化設(shè)計(jì)、故事化描述、互動(dòng)性突出”為特色,運(yùn)用VR、AR、MR等技術(shù),反映科技強(qiáng)國(guó)建設(shè)的北京貢獻(xiàn),讓公眾充分體驗(yàn)科技成果、科學(xué)魅力和科技創(chuàng)新蘊(yùn)含的科學(xué)精神。
北京穩(wěn)力科技有限公司此次展出了30萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘的超高速永磁同步電機(jī)及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng),可用于小功率燃料電池空壓機(jī)、高速軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)架中。電機(jī)因使用空氣軸承,具有無(wú)油、高效、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
據(jù)了解,超高速電機(jī)是指轉(zhuǎn)速大于10萬(wàn)轉(zhuǎn)/分鐘的電機(jī),其是氫燃料電池汽車空壓機(jī)、民航客機(jī)及戰(zhàn)機(jī)的空氣循環(huán)系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛汽車的陀螺儀、高精密數(shù)控機(jī)床的電主軸等高端制造設(shè)備的重要組成部分。工作人員介紹說(shuō),超高速電機(jī)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)涉及氣體動(dòng)壓軸承、永磁體緊固結(jié)構(gòu)、高頻驅(qū)動(dòng)控制及器件選型等諸多關(guān)鍵技術(shù),這些技術(shù)也一直是我國(guó)高端裝備制造、國(guó)防等領(lǐng)域亟需攻克的技術(shù)。
本屆科技周活動(dòng)主場(chǎng)將持續(xù)到5月26日。公眾可在中國(guó)人民革命軍事博物館南門用身份證換取紙質(zhì)門票,或關(guān)注“2020北京科技周”公眾號(hào)預(yù)約電子門票,并持身份證入場(chǎng)參觀。
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