现代先进驱动技术及其应用

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1、机电工程2004年第21卷第1期Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineVol.21No.12004#1#o综述o现代先进驱动技术及其应用叶云岳(浙江大学,浙江杭州310027)摘要:全面综述了现代先进驱动技术的类型、特点,国内外的发展情况。详细阐述了现代先进驱动技术在工业设备、信息技术与自动化、交通、军事、航天、医学等领域的具体应用,以及国内外应用现代驱动技术的情况。关键词:驱动技术;直线电机;综述;应用中图分类号:TP276;TM35文献标识码:A文章编号:1001-4551(2004)01-0001-041前言2.2新发展型除了以

2、电磁原理的通用电机技术基础上改进获随着现代社会科学技术的日益发展,驱动技术得的电机技术外,还有更多的是在通用电机技术基正在朝着现代化的方向发展,形成了现代先进的驱础上进一步发展的新型电机技术。如直线电机技动技术。现代先进的驱动技术主要分为两大类:一术、无刷直流电机技术、开关磁阻电机技术,各种新类为电磁式;另一类则为非电磁式。其中的部分先型永磁电机技术等。进驱动技术是从传统驱动技术中进一步发展而来,2.2.1直线电机技术而另一部分先进驱动技术则往往是全新的原理或概直线电机技术是一种将电能直接转换成直线运念,是原始创新性的驱动技术。这些驱动技术给人动机械能,而不需通过中间任何转换

3、装置的新颖电们展示了一片全新的领域与天地。现代先进驱动技机。它具有系统结构简单、磨损少、噪音低、组合性术及其应用将进一步有力地促进人类社会的不断发强、维护方便等优点。旋转电机所具有的品种,直线展和进步。电机技术几乎都有相对应的品种,可谓门类齐全,品2现代先进的电磁驱动技术种繁多。其应用范围正在不断扩大,在一些它所能独特发挥作用的地方,取得了非常令人满意的效果。2.1传统改进型2.2.2无刷直流电机技术在传统改进型现代驱动技术中,以原有的电磁无刷直流电机集有刷直流电机和交流异步电机驱动技术为基础,进行部分改进,获得了新的结构或优点于一体,具有效率高、调速方便、结构简单的特机理变

4、化型式。点。在电力电子技术、交流伺服驱动技术及光机电(1)高、低速电机技术。一体化技术的日趋快速发展的今天,无刷直流电机5现在世界上有一些国家已研制出转速达2@10的得到了快速的发展。r/min以上的高速电机,这种电机是一种系统技术,2.2.3开关磁阻电机技术包括电机本体结构、材料以及控制系统等。低速电开关磁阻电机具有结构简单,性能优越,可靠性机则可达到10r/min以下。高的特点。该电机制造成本低,在宽调速范围内均(2)不同型式转子电机技术。具有高的效率。在许多需要调速和高效的场合,从诸如实心转子、外转子、双转子、盘式、杯式、锥小功率到大功率范围,均能提供所需性能要求。随形

5、等。着电子技术的发展和开关磁阻电机的进一步研究,(3)各种新型步进式电机等。其应用领域在得到更大的拓展。收稿日期:2003-12-20作者简介:叶云岳(1952-),男,浙江衢州人,教授,研究方向:新型驱动装置与智能化系统,微特电机、直线电机等。#2#Mechanical&ElectricalEngineeringMagazineVol.21No.12004机电工程2004年第21卷第1期2.2.4各种永磁电机技术很简单,目前也在一些场合得到应用。我国稀土资源丰富,永磁电机所具有的一些特3.2磁致伸缩驱动技术性及优点,使得永磁电机成为一种专门研究的种类某些磁性体的外部一旦加上

6、磁场则磁性体的外而被业内人士所重视。其应用也在不断扩大,效果形尺寸会发生变化,这种由焦耳发现的焦耳效应明显。(Jouleeffecf)被称作为磁致伸缩现象。利用这种现2.2.5磁悬浮驱动技术象制作的驱动器称为磁致伸缩驱动器。虽然早在高速电机的轴承已无法承受高速所带来的机械100多年前该现象已被发现,但由于能产生这种现磨擦,并产生发热、振动、噪音等。目前,采用磁悬浮象的材料其应变量很小,所需磁场强度又很大,且在来支承电机转轴,并将磁浮系统与电机定子绕组系低温下,因此,一直末能得到应用。20世纪70年代统的磁场合成一体进行控制,组成了一种新型的高人们研制了常温超磁致伸缩材料,20

7、世纪80年代,速电机。同样,在直线运动速度超过500km/h时,又开发了外部弱磁场的超磁致伸缩材料,至20世纪也必须采用磁浮驱动。驱动根据不同材料的组合以90年代终于有了实用性的超磁致伸缩材料,并制成及不同驱动方式分,磁悬浮有许多种型式,但总体上了超磁致伸缩驱动器。超磁致伸缩材料,比如特伏归结为两大类,即相吸型与相斥型。在一些需要高诺合金,能量密度是压电陶瓷材料的12倍,可见,使速运动的场合,磁悬浮驱动技术将会得到很好的应用特伏诺合金制作的驱动器,其体积要比压电材料用。做的驱动器小得多。目前,在一些精密