机电技术发展动向.ppt

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1、机电技术应用行业发展动态主要内容国外机电一体化电机发展动向世界机电产品发展现状和趋势光机电一体化技术与产品发展前景分析机器人与自动化产业概述2005世界机器人调查数控系统伺服电机控制技术发展动向五轴高速加工中心的发展动向机电一体化研究现状及发展应用前景国外机电一体化电机发展动向近二十年来，科学技术突飞猛进。随着电力电子技术、计算机技术和控制理论发展，电机调速技术得到迅速发展，使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用；而随着新材料如稀土永磁材料、磁性复合材料的出现，更给电机设计插上翅膀，各种新型

2、、高效、特种电机层出不穷。这些都极大地丰富了电机理论，拓宽了电机的应用领域，同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。交流变频调速系统及变频电机二十年来，电力电子技术发生了革命性的进展。功率元件从70年代的晶闸管（SCR），发展到80年代的双极型晶体管（BJT，也称作GTR），到90年代则主要是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。日本的三菱电机公司已推出2000V/1200A的IGBT，欧洲的eupec公司也推出了3300V/1200A的元件，而1200V/600A的IGBT模块则已大量生产供应；IR以及Fairchild等著名半导体公司

3、生产的IPM模块更为交流调速技术的白色家电（指冰箱、洗衣机和空调器等）以及汽车等领域的应用提供了可能。控制方面也从模拟控制发展到数字控制，从单片机发展到数字信号处理器（DSP）和高级专用集成电路，控制部件功能日益完善，而所需的控制器件和控制器体积日益减小，控制器可靠性日益提高而成本日益降低。例如0.75kW通用变频器的过去的10年间，体积减小到原来的1/10，成本下降了大约40~50%，中小型电机变频调速系统已经发展成熟。据美国《控制工程》报道在1996~2000年间美国用于工厂自动化方面的电动机和传动装置的总费用约45亿美元，其中

4、采用变频器控制三相异步电动机的约占52.8%，且呈逐年上升趋势。无刷电机近年来，转子采用永磁结构、主电路采用功率器件的无刷直流电机得到了很大的发展，其功率覆盖等级较大。小功率无刷直流电机主要应用于工厂自动化和办公自动化方面，如计算机外设复印机和家用电器中，它正在迅速取代传统的直流电机和异步电机；90年代以来，在高精度的数控设备中相当多的采用了永磁同步无刷电机（交流伺服电机）以取代宽调速的直流伺服电机，特别是在机器人和机械手的驱动中，无刷直流电机的应用相当多。目前全世界机器人的拥有量已经超过100万台，且每年以大于20%的速度增长，这

5、已经成为无刷直流电机的主要应用领域。近年来，采用交流无刷电机代替异步电机作为机床的主轴直接驱动也已成为新的研究和应用热点。大功率无刷直流电机（一般采用晶闸管作为功率器件，习惯上称为无换向器电机）在低速、环境恶劣和有一定调速性能要求的场合有着广泛的应用前景，如钢厂的轧机、水泥窑传动抽水蓄能等。目前国外交流伺服电机已经部分形成系列，如德国Lens公司，而宝钢引进的轧机流水线电气传动基本采用了无换向器电机实现；日本在电动车的应用中也主要采用了无刷直流电机作为驱动电机，并取得了较好的应用效果。世界机电产品发展现状和趋势世界机电产品贸易呈现区

6、域化相对集中从目前世界机电产品进出口贸易流向来看，绝大多数机电产品跨国流动贸易额，是在北美、欧洲和亚洲各国业已形成的区域贸易集团内部或跨区域贸易集团之间进行的。从经济全球化的角度来看，机电产品贸易在一定程度上显现了在地域分布上的相对集中。目前欧洲、北美、亚洲及大洋洲各国机电产品出口占世界机电产品出口贸易额的94％；上述地区机电产品进口占世界机电产品贸易额的85％。由于世界机电产品发展主要依托欧洲、北美、亚洲机电产品贸易规模的扩大，因此，上述三个地区机电产品贸易增长速度，反映了整个世界机电产品贸易发展的全貌。高新技术机电产品贸易比重、

7、增幅明显近10年来，以信息技术为代表的高新技术产业迅猛发展，不仅加快了发达国家的产业结构调整步伐，而且也为一些发展中国家摆脱单纯依靠劳动力成本低廉优势、大力发展高新技术机电产品贸易提供了机遇。世界范围的产业结构调整促成了全球机电产品产销格局发生新的变化。美国、日本在高新技术机电产品出口年均增长速度和占全部机电产品出口的比重发展最快，美国为28％、44％，日本则为32％、39％。机电产品产业内贸易方式趋强二战以来，国际贸易变化最显著的特征就是产业内贸易迅速增长，即不同国家同类产品之间的贸易量大大增加。其原因是跨国公司为主体的机电产品生

8、产全球化，加快了全球机电工业结构的优化调整，改变了许多国家传统的“进口初级产品—出口制成品”的贸易模式，出现了众多同一产业既出口又进口的产业内贸易。它不仅使发达国家之间的贸易大大增加，同时也使得发展中国家与发达国家之间及发展中国家相互