现代制造技术及方法研究(永磁电机是现代机械装备的心脏 其技术创新、瓶颈及未来发展如何？)
在SMM主办的2023SMM第三届电机年会暨（第五届）稀土永磁行业论坛-工业电机论坛上，沈阳工业大学电气工程学院电机与控制技术研究所教授/所长张炳义分享了永磁电机直驱技术为核心的现代装备制造技术研究。
1.永磁电机是现代机械装备的心脏
1.1装备集成化演变
人类进步的水平是以劳动工具为主要特征的
以人力和畜力为动力原始工具
以能量转换为特征的机械化
信息与智能化
电气化
1.2现代机械装备标志：机器人
机械装备&机器人共性：整体性
第一次工业革命1.0，机械化
骨格
第二次工业革命2.0，电气化
电机=心脏,五脏六腑
第三次工业革命3.0，信息化
视觉、耳鼻喉、知觉反馈
第四次工业革命4.0，智能化
尽善尽美，像人一样
2.永磁电机应用技术的发展时代
永磁电机应用发展三个时代
时代1（替换时代）：20世纪，以节能为主要目标的永磁电机
基于电机自身特性：代替传统异步/直流电机
时代2（去齿轮时代）21世纪初，以缩短传动链为主要目标的
基于机械传动原理的：无齿轮直驱时代
时代3（融入装备时代）：工业1.0～4.0高度融合
基于装备需求的：以永磁电机直驱技术为核心的现代装备制造
基于电机自身原理，替换时代-节能为目标
问题：传统异步电机能耗高，体积大
解决途径：永磁电机直接取代传统电机
基于机械传动原理的：无齿轮直驱时代
齿轮是我国装备制造的瓶颈问题之一：1、材料配方问题；2、加工处理问题；3、润滑维护问题。
基于装备需求的：以永磁电机直驱技术为核心的现代装备制造
主轴电机是应用在现代装备制造领域的将设备主轴与直驱电机融为一体的新技术，可实现高精度复杂曲面加工
3.永磁电机直驱解决装备制造瓶颈问题
具体瓶颈：现代大型装备齿轮传动瓶颈问题
1：解决传动链冗长、体积庞大、振动噪声显著问题；
2：解决机械装备的结构与电驱动的分体问题；
3：解决润滑油渗漏污染、使用寿命与维护问题。
全面推出：打造以永磁电机为核心的创新型现代装备产品，实现现代装备创新驱动一体化。
瓶颈：现代大型装备齿轮传动瓶颈问题
齿轮作用：异步电机无法低转速，需要齿轮变速。
齿轮的关键产品：（世界领先国家欧、美、日）
汽车自动变速器、重载减速器、工业机器人精密减速器、高速机车齿轮传动装置。
齿轮的核心技术：（世界领先国家欧、美、日）
表面性能改良、抗疲劳制造技术、超硬干切技术、轻量化设计技术、减振降噪等。
现代装备制造发展之路
欧美日传统机械制造之旧路——困难重重：材料配方卡脖子、加工处理卡脖子、机油润滑卡脖子
永磁电机直驱之新路——解决技术壁垒
解决途径：无齿轮直驱传动形式
资源：我国地理位置得天独厚，拥有世界上70%以上的稀土资源
稀土永磁电机励磁磁场由转子提供，可以利用真分数槽集中绕组实现永磁电机多极低速的设计目的，实现系统无级调速！
4.现代装备未来趋势
发展特征
一、高效化
随着节能减排呼声的高涨，对机械装备的耗能提出了更高的要求，系统的运行效率已经成为一个重要的指标。高耗能、笨重的机械装备将会被淘汰；高效、简便的机械装备必然会快速发展。
二、系统化
电能的作用是通过驱动系统将原料变为产品。驱动系统驱动形式与传动模式很大程度决定了电能的利用率。现代驱动系统应以电能利用率最大化为目标；以驱动形式（电机）为核心；结合最优的转动模式以及智能控制，实现系统能量利用最大化。
三、智能化
以工业4.0为核心，结合物联网技术与大数据分析以及现代控制技术，提高系统自动化程度和智能化水平，降低劳动强度和人力资源成本，使现代驱动系统具有高效率、高精度、高智能化。
四、基于物联网的智能化控制
安全：使驱动系统具备自我保护功能，当处在不安全状态时，能及时预警、报警、停机等。
节能：在满足工业现场需求的前提下，电机能不断自我调整工作状态，使节能最大化，即做好每一份工作且不多用一度电。
可视：能把电机所在地理位置、实时及历史运行状态、节能量、减少碳排放量等信息让政府管理部门、用户、电机生产及服务企业看得见。
五、现代装备未来发展及其建议
永磁体的价格变动对永磁电机影响较大?永磁体的降价对永磁电机促进作用较明显，可撬动整个机械装备的发展与提升。
结语
1、永磁电机是现代装备的心脏
利用国内天然资源优势，提升国内机械装备品质，使其缩小与欧美等国家之间的差距。既是中国机械装备走向世界的最佳途径，也是工业4.0高度集成化的必由之路。
2、电机不是标准件
电机是机械装备的“心脏”。电机的设计应该针对具体的负载需求，不要把电机做成标准件。
3、电机与装备融合
引领行业发展，支撑国家战略。