现代电机发展趋势

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电机在我们生活中可以说是非常常见的物件了,随着技术的发展,电机也越来越复杂,那么现代的电机在往那个方向发展呢?
 
现代电机不再是只是简单执行任务的单独的零件,而是成为一个全面性的系统,可以说现代电机是整个机电体系的神经中枢。现代电机可以为整个机电体系提供能源,也就是说现代电机是动力中心;现代电机也可以起到调节、平衡、控制整个机电系统的作用。甚至很多现代电机兼具这两种功能。如此强大且全面的功能必然对现代电机提出更高要求,这些要求不仅仅体现在现代电机本身的设计和生产,而且体现在现代电机生产出的产品的经济性、应用性和发展性。
 
现代电机的六大发展方向
 
1、从有刷到无刷的转变
 
在过去,传统的直流电动机的使用覆盖率非常高,主要是因为绝大多数的电力供给都是直流电。而传统的直流电动机都是有刷的。有刷电机指的是靠换向器和电刷的配合来自动完成的电机,换向器和电刷装在电机内部。虽然有刷电机在制作方面技术纯熟,相应的配件也比较便宜,但是有刷电机存在着很多缺点。比如,更换配件程序麻烦、配件使用寿命短、发热率高、换向火花大、损耗严重、电磁干扰严重等。所以,尽管有刷电机存在很多优点,但是它还是随着时代的变化逐渐被无刷电机所取代。无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。无刷电机的种类很广泛,并且几乎不存在有刷电机的所有缺点,无刷电机磨损小、噪音低、干扰低,可以说无刷电机相对于有刷电机具有很大的优势。
 
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2、现代电机的直接驱动
 
现代电机通常都是高速运转的,它的运转速度每分钟能够达到数百甚至数千转, 这样高的运转速度要进行高低速的变换是相对困难的,但是很多应用场合恰恰就有这样的需求。因此,就需要现代电机为其提供转换转速的配件系统。但是这样的转换系统必然会增加整个电机系统的大小,并且也会影响到设备的精确度和工作效率。这时候,只有使现代电机驱动向直接驱动发展,才能有效的解决这一问题。
 
3、电机的极速化
 
现代工业的发展经常需要电机的极速化,即经常需要电机保持极高或者极低的速度。现代电机要极速化的要求与电机的直驱化紧密相关。电机的极速化,不仅有助于实现电机的直驱化,而且可以提高电机的工作效率和设备的精确度。
 
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4、从匀速到调速的转变
 
传统的电机基本维持一个速度,大部分的电机也只有开关机器的这一个开关。但是在实际的运用中又需要对电机的速度进行调节,而在这一过程中,频繁的开关对电机不可避免的造成了电机的内部零件的磨损,对控制器和电网也会造成一定的冲击。因此,调速功能的运用对于整个电机系统起着至关重要的作用。例如,现代的变频空调就是采取了调速的方式。这种方式使得它的舒适度比传统的空调要好得多,而且这种调速系统使得电机的工作效率更高,也就更加省电。
 
5、从大型化到小型化、微型化的转变
 
现代工业越来越需要电机的小型化和微型化,尤其是便携式的产品更是对电机的大小提出更高的要求。比如从第一代电子计算机到台式电脑再到笔记本电脑再到 iPad、手机的转变都体现了人们对于电机的小型化和微型化的需求。但是要达到电机从大型化到小型化的转变,首先要提高基础配件的功率,并且保证基础元件的性能和改善电机运行的原理。
 
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6、智能化
 
当今社会,电子信息技术日新月异,智能化系统渗透到我们生活的方方面面。现代电机不仅为整个机电系统提供动力,而且对于电机系统有平衡、调节等功能,而当今社会越来越要求现代电机拥有自我适应、自我更新等功能,形成具有针对不同任务的个性化服务。而这就是智能化融入到现代电子系统的体现。而现代电机的智能化也需要各种电子理论、智能传感器、高性能材料等的综合运用。
 
 
现代电机的关键技术
 
1、仿真技术和设计技术
 
仿真技术和设计技术的突破电机是一项综合技术的产物,它是温度、磁场、电力、机器相互交叉融合的产物。它们相辅相成,并相互影响。例如,温度升高或者降低都会影响磁性材料电磁的大小和磁场的位置,而这样又会影响到电机的工作效率与耗能的多少,从而也会直接影响电机内部零件的磨损程度,而磨损程度的变化对电机本身的温度又产生一定的影响。因此,现代电机中的每一个环节都是不能忽视的,任何一个环节出现差错都会牵一发而动全身。所以,具有综合性的仿真技术和设计技术就显得尤为重要。
 
2、高效节能技术
 
高效节能技术是一个经久不变的话题,高效节能也就意味着电机工作效率的提升。而电机正是由于是整个机电系统中耗电量最大的部分,所以对于它的工作效率的提升就显得更为重要。首先,要从电机的体积入手,体积小的电机效率远远高于大体积电机;其次,要不断更新电机原件的材料,使电机在工作过程中自身对于电能的消耗降到最低。
 
全球约40%以上的功耗为电机所消耗,随着空调、冰箱和工业用机器人等使用电机的产品向世界各地普及,预计未来电机的功耗会越来越大。在此背景下,全球性能源问题不断加剧,各发达国家将电机驱动高效化视为解决能源问题的一项非常重要的有效措施。罗姆通过中国小型电机协会和相关电机企业,为中国的节能与低碳社会提出电机高效率驱动技术解决方案,并持续为其普及做出贡献。
 
3、极端环境的适应能力
 
极端环境的适应能力现代电机涉及的领域越来越多,而传统的电机存在温度限制,这使得电机在特定的环境中失去动力。因此,如果要现代电机能够在更广泛的领域发展,就必须提高它在极端环境的中的适应能力。
 
 
 
综上所述,无刷化、直驱化、极速化、调速化、微型化、伺服化、机电一体化以及智能化是现代电机未来的发展方向和发展重点。它们中的每一点都是在日常的生产生活中不断实践,反复论证出来的。因此,无论是无刷化、直驱化还是机电一体化、智能化都是未来现代电机发展不可或缺的重要元素之一。而在现代电机的未来发展过程中,也要着重注意它的仿真技术、设计技术、高效节能技术以及对极端环境的适应能力,从而使现代电子技术得到更加良性的发展。
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