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1、 新疆交通职业技术学院机电专业毕业论文（设计） 毕业设计（论文） 题目: 电机的发展状况 班 级： 机电D101班 姓 名： 专 业： 机电一体化 学 号： 201025030129 指导教师： 2013年 3月 12日目录第一章、电动机的结构，运用范围与分类21.1 电动机的结构及各部分的作用21.2 电动机的运用范围21.3 电动机的分类3第二章、电动机的技术发展现状42.1 电动机技术的发展42.2 电动机的技术现状5第三章、电动机未来的发展63.1 直线电机的发展趋势73.2 磁悬浮电机83.3 YB3 系列低压隔爆型电机8总结10致谢11参考文献12电动机未来的发展趋势【摘要】：作为
2、机电系专业一名学生，将来的工作和学习都会涉及到电动机领域。所以必须掌握各种电动机的专业知识。在今后的工作和学习中，我会本着认真的态度对待专业课的学习，提高自己的专业素养。下面我将介绍一下我对电动机发展史和电动机未来发展趋势的认识。近几十年来，随着电子技术，微电子技术及现代控制技术的发展，中小功率的电动机在日常生产和生活中有着极其广泛的应用。其工作稳定性，节能性也越来越重要。本文主要介绍了电动机的现状及未来的发展趋势。在中国日益发展的今天，电动机在我过经济建设中担当着非常重要的角色。随着我过现代经济建设的快速发展，我过电动机行业所面临国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。从节约能源、保护环境处罚
3、，高效率电动机是目前电动机发展的趋势。如此看来，发展高效率电动好几是非常有必要的。但是在发展过程中，如何提高效率，提高翁定性，其难度可见一斑。本文着重对电动机的技术发展现状及未来的发展趋势展开讨论和分析。【关键词】： 电动机 机电一体化 高效节能 微电子技术第一章、电动机的结构，运用范围与分类1.1 电动机的结构及各部分的作用1、一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。2、定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量
4、转换。机座的作用主要是固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。3、电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。1.2 电动机的运用范围1、电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用着。2、随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的
5、元件，人造卫星的自动控制系统中，电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来。1.3 电动机的分类电动机应用广泛，种类繁多，性能各异，分类方法也很多，以下就是我对电动机的一个分类：1、根据电动机工作电源的不同可分为直流电动机和交流电动机。其中直流电动机分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。而交流电动机分为单相电动机和三相电动机。2、电动机按结构原理可分为同步电动机和异步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。3、电动机按转子结构分类可分为鼠笼型和绕线型。个鼠
6、笼型又分为单鼠笼，双鼠笼型和深槽鼠笼型。4.电动机按额定工作方式的不同可分为连续型，断续型和间歇式电动机。5、电动机按防护类型分类可分为开启型，防护型，封闭型和防爆型。6、电动机按用途划分为驱动电动机和控制电动机。7、电动机按运转速度划分为低速电动机，高速电动机，恒速电动机和调速电动机。8、电动机按通风冷却方式分为自冷式、自扇冷式、他扇冷式、管道通风式、液体冷却式、闭路循环气体冷却式、表面冷却和内部冷却等分类方式。9、电动机按外形尺寸分类可分为大型电动机，中型电动机，小型电动机和微型电动机。电动机不同的用途促使其发展成为种类繁多且性能各异的电动机。但其都是为了提高工作效率，更好的促进整个社会经
7、济的发展。第二章、电动机的技术发展现状2.1 电动机技术的发展电动机是利用电磁感应原理实现机、电能量转换的机械装置。随着生产的发展而发展的，并且电动机的发展又促进了社会长产力的不断提高。十九世纪末电动机久逐步代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机。一个多世界以来，电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多。在运行性能，经济指标等方面有很大的改进和提高。然而随着自动控制技术和计算机技术的发展，电动机的运用达到了前所未有的程度，对现代化生产产生了非常重要的影响。在现代化生产过程中，为了实现各种生产工艺过程，需要各式各样的电动机来拖动各种生产机械的运转。由于电力拖动具有控制简单，调节性能好，损
8、耗较小，经济适用等特点，因此大多数生产机械都采用电力拖动。 2.2 电动机的技术现状1、十九世纪末期，由于研制出了经济实用的交流电动机，致使交流电力拖动在工业中得到了广泛的应用，但随着生产技术的发展，特别是精密机械加工与冶金工业生产过程的进步，对电力拖动在起动，制动，正反转以及调速精度与范围等静态特性和动态响应方面提出了新的，更高的要求。由于交流电力拖动比直流电力拖动在技术上难以实现这些要求，所以20世纪以来，在可逆，可调速与高精度的拖动技术领域中，相当时期内几乎都是采用直流电力拖动，而交流电力拖动则主要用于恒转速系统。 2、虽然直流电动机具有调速性能优异这一突出特点，但是由于它具有电刷与换向
9、器，使得他的故障率较高，电动机的使用环境也受到了限制（如不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用），其电压等级，额定转速，单机容量的发展也受到了限制。所以，在二十世纪60年代以后，随着电力电子技术的发展，半导体交流技术的交流技术的交流调速系统得以实现。尤其是70年代以来，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，为交流电力拖动的广泛应用创造了有利条件。 3、诸如交流电动机的串级调速，各种类型的变频调速，无换向器电动机调速等，使得交流电力拖动逐步具备了调速范围宽，稳态精度高，动态响应快以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面完全可与直流电力拖动媲美。除此之外，由于交流电力拖动具有调速性能优良
10、，维修费用低等优点，将广泛应用于各个工业电气自动化领域中，并逐步取代直流电力拖动而成为电力拖动的主流。第三章、电动机未来的发展近年来，欧美工业发达国家对节约能源及环境保护非常关注。电动机带动负载机械做功的同时也耗用了大量的带电能，因此提高电机的运行效率对节能的意义非常重大。伴随着现代高新技术产业的发展，电机技术已逐渐成熟，随着很多其它科学学科和工程方法的进步，例如，功率电子学的发展，人功率高电压等级的功率电子器件的出现，材料领域的进步，新的永磁材料和绝缘材料的出现，网络和IT技术，有限元等分析工具的发展，日益增长的环境意识和再生能源的使用思想等使得传统电机得到了新的发展和应用。未来的电机将向高
11、效率、高功率密度、高可靠性、低噪声以及良好的可维修性和可替换性方向发展。据此，电机在几个实用领域的发展趋势已可预测。3.1 直线电机的发展趋势首先谈直线电机的发展趋势。直线电动机系统具有结构简单、重量轻惯性小、动态响应快、速度和加速度大、精确度高、振动和噪声小等优点,是各类超高速精密机床的理想传动方式，在各类高速、精密加工设备上具有广泛的应用前景。直线电动机按原理分为直流直线电动机、交流直线异步电动机、直线步进电动机和交流直线同步电动机，以前三种应用较多。按结构可分为单边型和双边型两种。在单边型结构中，定子和动子之间受有较大的单边磁拉力；双边型结构由于两边磁拉力互相平衡，支承部分摩擦力较小，动
12、作比较灵活。其发展趋势主要体现在日益成熟的技术、日趋产业化的特征和其越来越广泛的应用。另外，加入新的技术例如高档的数控机床等将会对其发展起明显的推动作用。直接驱动的永磁电机，与传统的驱动相比，永磁电机的直接驱动给用户带来了更多的好处。去除了传统的齿轮，降低了驱动系统噪声、减少了维修费用、降低了驱动系统重量、增加了系统可靠性，是未来电机的发展趋势和方向之一。3.2 磁悬浮电机磁悬浮电机是利用定子和动子励磁磁场之间“同性相斥,异性相吸”的原理使动子悬浮起来,同时产生推进力驱使动子在悬浮状态下运动。因此,定子和动子之间不存在任何机械接触,可以产生较高的加速度,机械磨损小，并且易维护、检修和更换。适用
13、于恶劣环境、极其洁净无污染环境和需要的领域。磁悬浮电机的研究越来越受到科技工作者的重视,其发展前景令人鼓舞。除此之外，电机的控制也在向智能化发展。智能化控制在许多的应用领域都获得应用,并获得良好的控制效果。例如：模糊控制、神经网络控制、学习控制和居于与家系统的控制等。这些控制方式最大的优点是：无需被控对象进行精确的数学模型,而丏具有很强的稳定性,非常适合控制电机这种非线性、变参数对象。目前,模糊控制已经在交直流调速系统中和伺服系统中取得很好的效果。磁悬浮电机主要运用于磁悬浮列车和磁悬浮风力发电项目。3.3 YB3 系列低压隔爆型电机1、 高效率防爆电机是电动机发展的重要方向。YB3 系列低压隔
14、爆型三相异步电动机是在现代化工业中发展起来的最新型高效、环保、节能型产品。外型上美观，结构上兼顾标准化、系列化、通用化，使企业能在基本系列的基础上派生出各个行业部门需要的产品，便于国际接轨，即按最大限度满足目前国内用户及出口的要求。2、 YB3系列电机电磁设计特点：铁心叠片选择高牌号、低损耗电工钢片可降低涡流损耗，通过加长铁心降低磁通密度也可以减少铁心损耗；定子绕组多用铜，增加定子绕组的截面，以降低绕组电阻和减少损耗；采用较大的转子导条，增加转子导条截面尺寸，以降低导条电阻和绕组损耗。3、YB3系列电机的结构设计特点 机座和端盖均采用优质耐腐蚀铸铁制造，带底脚铸铁机座和铸铁端盖，在正常和严酷工
15、作制运行状态下有良好的强度和抗震性；转子：铸铝转子的转子导条、端环和冷却风叶为一整体，表面经防腐处理，转子和轴装配后，经动平衡以保证振动噪声低，运行可靠；优化槽型设计，可达到较高转矩、低温升和低噪声；优化风扇设计，降低由于空气流动引起的风摩耗及噪声级；轴承用真空脱气钢制造，高质量、温度范围宽的防锈油脂，使轴承具备最小摩擦损耗和较长的运行寿命；驱动轴伸上有模注氯丁橡胶或钢挡圈，防止潮气和灰尘进入轴承室。 电动机效率不断提高的原因是电动机产品不断的更新换代，同时也是一个企业乃至一个国家电机工业水平的体现。高效率电动机是电动机发展的重要方向。从当前的形式看，欧美各国政府已经出台强制性法规，对电动机能
16、效值进行强制管理，我国已经加入WTO，国外市场对我们的生存愈发重要。高效率电动机发展的程度，不仅是企业能否扩大市场的问题，而是关乎企业生死存亡的大事。目前，我国高效率电动机的研究、生产尚处于起步阶段，这既是机遇又是挑战，在激烈的国内外市场竞争中，它将会代表我国防爆电机行业最先进生产力，参与市场竞争立于不败之地。 总结经历了100多年的技术发展，电动机自身的理论基本成熟。随着电工技术的发展，对电能的转换、控制以及高效使用的要求越来越高。电磁材料的性能不断提高，电工电子技术的广泛应用，为电动机的发展注入了新的活力。未来电动机将会沿着单位功率体积更小，机电能量转换效率更高，控制更灵活的方向继续发展。
17、致谢三年的读书生活在这个季节即将画上句号，而卧的人生才刚刚开始。我将面对又一次征程的开始。三年的求学生涯在师长和家人的大力支持下，又辛苦也有收获。在论文即将完成之际，思绪万千，心情久久不能平静。伟人、名人为我所崇拜。但我最要感谢的是我的所有代课老师及父母。授人以鱼不如授人以渔，置身其问，耳濡目染，潜移默化，使我不仅接受了全新的思想观念，树立了宏伟的学术目标，领会了基本的思考方式。这三年中还得到了众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意。同时也感谢学院给我提供了良好的学习环境。 参考文献【1】.Nitaigour Premchand Mahalik. 机电一体化：原理感念应用 2008【2】曾孟雄，卜云峰，舒志兵.机电一体化技术与系统.北京：机械工业出版社2007【3】张建民 机电一体化系统设计。北京；北京理工大学出版社1996【4】李建永 机电一体化技术21世纪高等院校教材 科学出版社2005【5】陈刚 机电一体化专业规划教材：机电一体化技术 清华大学出版社2004【6】魏天路 电机制造工艺学 北京，机械工业出版社 2006【7】李庆武 刘子林 电机与拖动基础 武汉理工大学出版社 200211