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直流電機(jī)的發(fā)展趨勢

發(fā)布時(shí)間:2023-04-12

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  隨著電力電子、微電子技術(shù)和交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速與控制技術(shù)的發(fā)展,許多直流發(fā)電機(jī)已被各式晶閘管整流電源代替。直流電動(dòng)機(jī)和直流傳動(dòng)系統(tǒng)也在某些領(lǐng)域,特別是大型電機(jī)領(lǐng)域,被運(yùn)行、維護(hù)相對方便的交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)和交流調(diào)速系統(tǒng)所取代,應(yīng)用范圍呈縮減趨勢。

  但是,直流電動(dòng)機(jī)和可以解耦調(diào)速的直流傳動(dòng)系統(tǒng)通過長期發(fā)展,積累了豐富的運(yùn)行、維護(hù)經(jīng)驗(yàn)。考慮到交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)和交流調(diào)速系統(tǒng)。在容量范圍內(nèi)和一些運(yùn)行方式中,還存在系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理性問題,某些運(yùn)行要求和運(yùn)行環(huán)境還離不開直流系統(tǒng)。因此,在時(shí)期內(nèi),直流電動(dòng)機(jī)和直流傳動(dòng)系統(tǒng)還有發(fā)展空間,不能或不宜被取代。

  面對現(xiàn)實(shí),直流電機(jī)的目前發(fā)展趨勢是:積極采用新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝、克服晶閘管整流電源供電對電動(dòng)機(jī)帶來的換向、絕緣、噪音和振動(dòng)等方面的新問題。在此基礎(chǔ)上,為滿足不同機(jī)械的要求,完善和發(fā)展維護(hù)、檢測系統(tǒng),充分發(fā)揮直流電動(dòng)機(jī)固有的優(yōu)良特性,配合與之匹配的晶閘管整流電源系統(tǒng),設(shè)計(jì)、制造出適合晶閘管適合晶閘管整流電源供電的直流電動(dòng)機(jī),建立全新的直流電動(dòng)機(jī)新系列。

  為此,在下列方面對直流電動(dòng)機(jī)做了大量工作,并取得成果:

  1)提高直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)、制造水平。利用電子計(jì)算機(jī)和數(shù)值解析技術(shù)進(jìn)行磁場、換向、機(jī)械應(yīng)力、振動(dòng)及通風(fēng)冷卻方面的解析;結(jié)合采用新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料。大幅度提高電磁參數(shù),特別是電樞線負(fù)荷;提高電動(dòng)機(jī)的額定電壓等級;增加轉(zhuǎn)子鐵芯長度,提升轉(zhuǎn)子鐵心長度和直徑的比值,優(yōu)先 設(shè)計(jì);采用F、H級絕緣和絕緣結(jié)構(gòu)、真空壓力整浸(VPI)工藝,以提供電機(jī)的絕緣性能和部件導(dǎo)熱性、整體性;推廣鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG)和中頻焊等,以提高電接觸的可靠性......從而得以提高電動(dòng)機(jī)的換向性能,縮小尺寸,減輕質(zhì)量,提高容量,來適應(yīng)對電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性和運(yùn)行可靠性提出的更高要求。

  2)采用新材料,開發(fā)新結(jié)構(gòu)。積極向中小型電機(jī)推廣新型稀土永磁材料;大力開發(fā)新結(jié)構(gòu):如采用多邊形定子軛,定子軛和主、換向極鐵心均采用疊片結(jié)構(gòu)(小型電機(jī)甚至把定子軛與主換向極鐵心做出一體),以提高定子內(nèi)部空間的利用率和滿足電樞電流快速變化的要求;中小型電機(jī)的底腳設(shè)置在前、后端蓋上,增大底腳支承面,以有利于減少電機(jī)振動(dòng);改進(jìn)軸承結(jié)構(gòu),相應(yīng)放大軸承和電機(jī)軸伸的直徑,以適應(yīng)輸出轉(zhuǎn)矩的增加;轉(zhuǎn)子采用高強(qiáng)度無緯帶綁扎,盡可能不用槽楔,有些大型電機(jī)采用導(dǎo)線變斷面的電樞線圈,以降低電樞槽高,改變換向和發(fā)熱參數(shù);采用換向器結(jié)構(gòu),以提高工作轉(zhuǎn)速,減少用銅量;發(fā)展各種冷卻方式,并在小型電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心上也設(shè)置徑向通風(fēng)溝,以改變散熱條件......從而 限度地滿足使用要求和提高工程總體合理性。

  3)完善、發(fā)展維護(hù)檢測系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢測困難和維護(hù)工作量大,是限制直流電機(jī)發(fā)展的主要原因其一。采用電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測技術(shù),從局部監(jiān)測發(fā)展到系統(tǒng)監(jiān)測,開發(fā)故障診斷和評定系統(tǒng),進(jìn)行故障趨勢分析,以簡化和減少維護(hù)工作,保證電機(jī)運(yùn)行可靠。