现代电机发展方向与关键技术

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1、维普资讯http://www.cqvip.com微牲棚咖期⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯一‘⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯÷一⋯⋯’⋯⋯⋯‘一⋯⋯一‘⋯⋯⋯⋯⋯一J现代电机发展方向与关键技术沈建新，方宗喜(浙江大学，浙江杭州310027)摘要：现代电机往往不再是零件级的执行器，而是具有特定功能的完整机电一体化系统。介绍现代电机的主要发展方向，以及有待进一步发展的若干关键技术。关键词：现代电机；发展；关键技术中图分类号：TM30文献标识码：A文章编号：1004-7018(2008)06—0055—03Develop

2、mentTrendandKeyTechnologiesofModernElectricMachinesSHENJian—xin．FANZong—(ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract：Modemelectricmachineswerenotonlycomponent—levelactuators，butalsointegratedmechatronicssys—tems．Inthispaper，developmenttrendaswellaske

3、ytechnologiesofmodemelectricmachineswerepresented·Keywords：modemelectricmachines；development；keytechnologies电机通常是运行在每分钟数百至数千转的速O引言度，但是很多应用场合需要很低或很高的转速，这样现代电机既可以用来提供功率(提供动力)，也就需要一套转速变换机构。还有些应用场合要求线可以用来提供控制(如转速、转角、位置等控制)，或性运动或其他的运动方式，就需要一套变换运动方者两者兼而有之。现代电机不

4、仅仅是一种零件级的式的机构。这些机构不仅增加系统体积、降低可靠产品，而是已经上升到了系统级的层面。这不仅对性，还降低系统效率和控制精度。所以，直接驱动是现代电机的设计、生产提出了更高的要求，同时也提现代电机驱动的一个重要研究方向，高速电机、低速供了更广阔的产品应用空间、经济利润空间和行业大转矩电机、直线电机等特种电机也就应运而生。发展空间。(3)极速化本文介绍现代电机的若干发展方向和需要进一这是与直驱化相关联的。为了实现直接驱动、步发展的关键技术。提高运行精度，就经常会需要一些速度极高或极低的电机。这对电

5、机本体设计及控制方法都提出了很1发展方向高的要求，也是现代电机与驱动领域的重要发展方、草电．．誊每＼jl串＼＼备》电机种类很多，应用背景与要求各不相同，这就向之一。各种新型的电机(包括非电磁式的运动机决定了现代电机发展的多样性。主要的发展方向可械，如超声波电动机)也就不断被开发出来并得到以概括为以下几个方面：Et渐广泛的应用。(1)无刷化(4)调速化在很多应用场合电源都是直流的，因此传统的传统的电机驱动系统中，电机往往是工作在开、有刷直流电动机的使用非常广泛。但是有刷电动机关方式的。频繁的开关对电机、控制

6、器和电网(电；现有很多缺点，如换向火花大、电磁干扰严重、寿命短源)都带来很大的冲击，降低其可靠性。而且，被控等等。所以目前正逐渐被无刷电动机所替代。无刷对象(即电机的负载)的性能也会受到影响，例如，銎电动机的种类很多，虽然最常用的是指永磁无刷直传统开关方式的空调的舒适度比采用变频调速方式流电动机，但是其他的只要不带电刷换向装置的电的空调要差得多。因此，现代电机经常采用调速运动机，像永磁同步电动机、步进电动机、开关磁阻电行的方式，既可克服上述的缺点，还可以提高整个系羹统效率与性能。动机等，都可以算作无刷电动

7、机。这些无刷化的电(5)小型、微型化i曩动机都可克服传统有刷直流电动机的缺点。j术很多产品往往对电机的体积提出了很高的要(2)直驱化求。为了达到小型、微型化的目的，一方面需要不断收稿日期：2008一O1—28使用新型的高性能材料与电子元器件，提高电机的一维普资讯http://www.cqvip.com．．苗Ⅱ．盆⋯⋯霎⋯～，⋯鹭⋯嘘⋯●⋯⋯窭簿⋯⋯⋯4丢．．．．⋯⋯匿⋯⋯敷⋯⋯⋯苎壁一⋯．苎⋯．功率密度，另一方面还要不断研究新型的电机拓扑术。所以，有必要投入大量的人力、物力和财力开展结构和运行原理。这方面

8、的研究。(6)伺服化(2)高效节能电机技术现代电机及驱动装置不仅仅是为了提供动力，众所周知，60％左右的电能是由电机消耗的，因还要实现各种控制，如转速跟踪、位置控制等等。因此电机的效率至关重要。对于小功率和微特电机，此要对电机进行伺服控制。这需要从电机本体、电目前效率往往比大电机低，而这些电机的总量又非力电子驱动器、传感器及控制技术等多个方面来实常大。所以，采用先进设计技术、先进材料、先进驱现。动和控制技术，是提高中小型和微特