電動機未來的發(fā)展趨勢畢業(yè)論文

1、<p>　　新疆交通職業(yè)技術學院</p><p>　　機電專業(yè)畢業(yè)論文（設計）</p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目: 電機的發(fā)展狀況</p><p>　　班 級： 機電D101班</p><p>　　姓 名： 何川疆</p>

2、;<p>　　專 業(yè)： 機電一體化</p><p>　　學 號： 201025030129</p><p><b>　　指導教師：夏瑞花</b></p><p>　　2013年 3月 12日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　

3、第一章、電動機的結(jié)構(gòu)，運用范圍與分類2</p><p>　　1.1 電動機的結(jié)構(gòu)及各部分的作用2</p><p>　　1.2 電動機的運用范圍2</p><p>　　1.3 電動機的分類3</p><p>　　第二章、電動機的技術發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　2.1 電動機技術的發(fā)展4</p>

4、<p>　　2.2 電動機的技術現(xiàn)狀5</p><p>　　第三章、電動機未來的發(fā)展6</p><p>　　3.1 直線電機的發(fā)展趨勢7</p><p>　　3.2 磁懸浮電機8</p><p>　　3.3 YB3 系列低壓隔爆型電機8</p><p><b>　　總結(jié)10</

5、b></p><p><b>　　致謝11</b></p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p>　　電動機未來的發(fā)展趨勢</p><p>　　【摘要】：作為機電系專業(yè)一名學生，將來的工作和學習都會涉及到電動機領域。所以必須掌握各種電動機的專業(yè)知識。在今后的工作和學習中

6、，我會本著認真的態(tài)度對待專業(yè)課的學習，提高自己的專業(yè)素養(yǎng)。下面我將介紹一下我對電動機發(fā)展史和電動機未來發(fā)展趨勢的認識。近幾十年來，隨著電子技術，微電子技術及現(xiàn)代控制技術的發(fā)展，中小功率的電動機在日常生產(chǎn)和生活中有著極其廣泛的應用。其工作穩(wěn)定性，節(jié)能性也越來越重要。本文主要介紹了電動機的現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢。在中國日益發(fā)展的今天，電動機在我過經(jīng)濟建設中擔當著非常重要的角色。隨著我過現(xiàn)代經(jīng)濟建設的快速發(fā)展，我過電動機行業(yè)所面臨國際社會的巨大

7、競爭壓力和挑戰(zhàn)日益加劇。從節(jié)約能源、保護環(huán)境處罰，高效率電動機是目前電動機發(fā)展的趨勢。如此看來，發(fā)展高效率電動好幾是非常有必要的。但是在發(fā)展過程中，如何提高效率，提高翁定性，其難度可見一斑。本文著重對電動機的技術發(fā)展現(xiàn)狀及未來的發(fā)展趨勢展開討論和分析。</p><p>　　【關鍵詞】： 電動機 機電一體化 高效節(jié)能 微電子技術</p><p>　　第一章、電動機的結(jié)構(gòu)，運用范

8、圍與分類</p><p>　　1.1 電動機的結(jié)構(gòu)及各部分的作用</p><p>　　1、一般電動機主要由兩部分組成：固定部分稱為定子，旋轉(zhuǎn)部分稱為轉(zhuǎn)子。另外還有端蓋、風扇、罩殼、機座、接線盒等。</p><p>　　2、定子的作用是用來產(chǎn)生磁場和作電動機的機械支撐。電動機的定子由定子鐵心、定子繞組和機座三部分組成。定子繞組鑲嵌在定子鐵心中，通過電流時產(chǎn)生感應電動勢

9、，實現(xiàn)電能量轉(zhuǎn)換。機座的作用主要是固定和支撐定子鐵心。電動機運行時，因內(nèi)部損耗而發(fā)生的熱量通過鐵心傳給機座，再由機座表面散發(fā)到周圍空氣中。為了增加散熱面積，一般電動機在機座外表面設計為散熱片狀。</p><p>　　3、電動機的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子鐵心也是作為電動機磁路的一部分。轉(zhuǎn)子繞組的作用是感應電動勢，通過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)軸是支撐轉(zhuǎn)子的重量，傳遞轉(zhuǎn)矩，輸出機械功率的主要部件。<

10、/p><p>　　1.2 電動機的運用范圍</p><p>　　1、電動機是把電能轉(zhuǎn)換成機械能的設備。在機械、冶金、石油、煤炭、化學、航空、交通、農(nóng)業(yè)以及其他各種工業(yè)中，電動機被廣泛地應用著。</p><p>　　2、隨著工業(yè)自動化程度不斷提高，需要采用各種各樣的控制電機作為自動化系統(tǒng)的元件，人造衛(wèi)星的自動控制系統(tǒng)中，電機也是不可缺少的。此外在國防、文教、醫(yī)療及日常生活

11、中(現(xiàn)代化的家電工業(yè)中)電動機也愈來愈廣泛地應用起來。</p><p>　　1.3 電動機的分類</p><p>　　電動機應用廣泛，種類繁多，性能各異，分類方法也很多，以下就是我對電動機的一個分類：</p><p>　　1、根據(jù)電動機工作電源的不同可分為直流電動機和交流電動機。其中直流電動機分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。而交流電動機分為單相電動機和三相電動機

12、。</p><p>　　2、電動機按結(jié)構(gòu)原理可分為同步電動機和異步電動機。同步電動機還可分為永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。異步電動機可分為感應電動機和交流換向器電動機。</p><p>　　3、電動機按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類可分為鼠籠型和繞線型。個鼠籠型又分為單鼠籠，雙鼠籠型和深槽鼠籠型。</p><p>　　4.電動機按額定工作方式的不同可分為連續(xù)型，斷續(xù)

13、型和間歇式電動機。</p><p>　　5、電動機按防護類型分類可分為開啟型，防護型，封閉型和防爆型。</p><p>　　6、電動機按用途劃分為驅(qū)動電動機和控制電動機。</p><p>　　7、電動機按運轉(zhuǎn)速度劃分為低速電動機，高速電動機，恒速電動機和調(diào)速電動機。</p><p>　　8、電動機按通風冷卻方式分為自冷式、自扇冷式、他扇冷式、

14、管道通風式、液體冷卻式、閉路循環(huán)氣體冷卻式、表面冷卻和內(nèi)部冷卻等分類方式。</p><p>　　9、電動機按外形尺寸分類可分為大型電動機，中型電動機，小型電動機和微型電動機。</p><p>　　電動機不同的用途促使其發(fā)展成為種類繁多且性能各異的電動機。但其都是為了提高工作效率，更好的促進整個社會經(jīng)濟的發(fā)展。</p><p>　　第二章、電動機的技術發(fā)展現(xiàn)狀<

15、/p><p>　　2.1 電動機技術的發(fā)展</p><p>　　電動機是利用電磁感應原理實現(xiàn)機、電能量轉(zhuǎn)換的機械裝置。隨著生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的，并且電動機的發(fā)展又促進了社會長產(chǎn)力的不斷提高。十九世紀末電動機久逐步代替蒸汽機作為拖動生產(chǎn)機械的原動機。一個多世界以來，電動機的基本結(jié)構(gòu)變化不大，但是電動機的類型增加了許多。在運行性能，經(jīng)濟指標等方面有很大的改進和提高。然而隨著自動控制技術和計算機技術的

16、發(fā)展，電動機的運用達到了前所未有的程度，對現(xiàn)代化生產(chǎn)產(chǎn)生了非常重要的影響。在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中，為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程，需要各式各樣的電動機來拖動各種生產(chǎn)機械的運轉(zhuǎn)。由于電力拖動具有控制簡單，調(diào)節(jié)性能好，損耗較小，經(jīng)濟適用等特點，因此大多數(shù)生產(chǎn)機械都采用電力拖動。 </p><p>　　2.2 電動機的技術現(xiàn)狀</p><p>　　1、十九世紀末期，由于研制出了經(jīng)濟實用的交流電動機，致

17、使交流電力拖動在工業(yè)中得到了廣泛的應用，但隨著生產(chǎn)技術的發(fā)展，特別是精密機械加工與冶金工業(yè)生產(chǎn)過程的進步，對電力拖動在起動，制動，正反轉(zhuǎn)以及調(diào)速精度與范圍等靜態(tài)特性和動態(tài)響應方面提出了新的，更高的要求。由于交流電力拖動比直流電力拖動在技術上難以實現(xiàn)這些要求，所以20世紀以來，在可逆，可調(diào)速與高精度的拖動技術領域中，相當時期內(nèi)幾乎都是采用直流電力拖動，而交流電力拖動則主要用于恒轉(zhuǎn)速系統(tǒng)。 </p><p>　　2、

18、雖然直流電動機具有調(diào)速性能優(yōu)異這一突出特點，但是由于它具有電刷與換向器，使得他的故障率較高，電動機的使用環(huán)境也受到了限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），其電壓等級，額定轉(zhuǎn)速，單機容量的發(fā)展也受到了限制。所以，在二十世紀60年代以后，隨著電力電子技術的發(fā)展，半導體交流技術的交流技術的交流調(diào)速系統(tǒng)得以實現(xiàn)。尤其是70年代以來，大規(guī)模集成電路和計算機控制技術的發(fā)展，為交流電力拖動的廣泛應用創(chuàng)造了有利條件。</p>&l

19、t;p>　　3、諸如交流電動機的串級調(diào)速，各種類型的變頻調(diào)速，無換向器電動機調(diào)速等，使得交流電力拖動逐步具備了調(diào)速范圍寬，穩(wěn)態(tài)精度高，動態(tài)響應快以及在四象限做可逆運行等良好的技術性能，在調(diào)速性能方面完全可與直流電力拖動媲美。除此之外，由于交流電力拖動具有調(diào)速性能優(yōu)良，維修費用低等優(yōu)點，將廣泛應用于各個工業(yè)電氣自動化領域中，并逐步取代直流電力拖動而成為電力拖動的主流。</p><p>　　第三章、電動機未來的

20、發(fā)展</p><p>　　近年來，歐美工業(yè)發(fā)達國家對節(jié)約能源及環(huán)境保護非常關注。電動機帶動負載機械做功的同時也耗用了大量的帶電能，因此提高電機的運行效率對節(jié)能的意義非常重大。</p><p>　　伴隨著現(xiàn)代高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，電機技術已逐漸成熟，隨著很多其它科學學科和工程方法的進步，例如，功率電子學的發(fā)展，人功率高電壓等級的功率電子器件的出現(xiàn)，材料領域的進步，新的永磁材料和絕緣材料的出現(xiàn)，

21、網(wǎng)絡和IT技術，有限元等分析工具的發(fā)展，日益增長的環(huán)境意識和再生能源的使用思想等使得傳統(tǒng)電機得到了新的發(fā)展和應用。未來的電機將向高效率、高功率密度、高可靠性、低噪聲以及良好的可維修性和可替換性方向發(fā)展。據(jù)此，電機在幾個實用領域的發(fā)展趨勢已可預測。  </p><p>　　3.1 直線電機的發(fā)展趨勢</p><p>　　首先談直線電機的發(fā)展趨勢。直線電動機系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單

22、、重量輕慣性小、動態(tài)響應快、速度和加速度大、精確度高、振動和噪聲小等優(yōu)點,是各類超高速精密機床的理想傳動方式，在各類高速、精密加工設備上具有廣泛的應用前景。直線電動機按原理分為直流直線電動機、交流直線異步電動機、直線步進電動機和交流直線同步電動機，以前三種應用較多。按結(jié)構(gòu)可分為單邊型和雙邊型兩種。在單邊型結(jié)構(gòu)中，定子和動子之間受有較大的單邊磁拉力；雙邊型結(jié)構(gòu)由于兩邊磁拉力互相平衡，支承部分摩擦力較小，動作比較靈活。其發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在日

23、益成熟的技術、日趨產(chǎn)業(yè)化的特征和其越來越廣泛的應用。另外，加入新的技術例如高檔的數(shù)控機床等將會對其發(fā)展起明顯的推動作用。直接驅(qū)動的永磁電機，與傳統(tǒng)的驅(qū)動相比，永磁電機的直接驅(qū)動給用戶帶來了更多的好處。去除了傳統(tǒng)的齒輪，降低了驅(qū)動系統(tǒng)噪聲、減少了維修費用、降低了驅(qū)動系統(tǒng)重量、增加了系統(tǒng)可靠性，是未來電機的發(fā)展趨勢和方向之一。  </p><p><b>　　3.2 磁懸浮電機</

24、b></p><p>　　磁懸浮電機是利用定子和動子勵磁磁場之間“同性相斥,異性相吸”的原理使動子懸浮起來,同時產(chǎn)生推進力驅(qū)使動子在懸浮狀態(tài)下運動。因此,定子和動子之間不存在任何機械接觸,可以產(chǎn)生較高的加速度,機械磨損小，并且易維護、檢修和更換。適用于惡</p><p>　　劣環(huán)境、極其潔凈無污染環(huán)境和需要的領域。磁懸浮電機的研究越來越受到科技工作者的重視,其發(fā)展前景令人鼓舞。除此之

25、外，電機的控制也在向智能化發(fā)展。智能化控制在許多的應用領域都獲得應用,并獲得良好的控制效果。例如：模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、學習控制和居于與家系統(tǒng)的控制等。這些控制方式最大的優(yōu)點是：無需被控對象進行精確的數(shù)學模型,而丏具有很強的穩(wěn)定性,非常適合控制電機這種非線性、變參數(shù)對象。目前,模糊控制已經(jīng)在交直流調(diào)速系統(tǒng)中和伺服系統(tǒng)中取得很好的效果。磁懸浮電機主要運用于磁懸浮列車和磁懸浮風力發(fā)電項目。</p><p>　　3.

26、3 YB3 系列低壓隔爆型電機</p><p>　　1、 高效率防爆電機是電動機發(fā)展的重要方向。YB3 系列低壓隔爆型三相異步電動機是在現(xiàn)代化工業(yè)中發(fā)展起來的最新型高效、環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品。外型上美觀，結(jié)構(gòu)上兼顧標準化、系列化、通用化，使企業(yè)能在基本系列的基礎上派生出各個行業(yè)部門需要的產(chǎn)品，便于國際接軌，即按最大限度滿足目前國內(nèi)用戶及出口的要求。</p><p>　　2、 YB3系列電機電磁

27、設計特點：</p><p>　　鐵心疊片選擇高牌號、低損耗電工鋼片可降低渦流損耗，通過加長鐵心降低磁通密度也可以減少鐵心損耗；定子繞組多用銅，</p><p>　　增加定子繞組的截面，以降低繞組電阻和減少損耗；采用較大的轉(zhuǎn)子導條，增加轉(zhuǎn)子導條截面尺寸，以降低導條電阻和繞組損耗。</p><p>　　3、YB3系列電機的結(jié)構(gòu)設計特點</p><p&

28、gt;　　機座和端蓋均采用優(yōu)質(zhì)耐腐蝕鑄鐵制造，帶底腳鑄鐵機座和鑄鐵端蓋，在正常和嚴酷工作制運行狀態(tài)下有良好的強度和抗震性；轉(zhuǎn)子：鑄鋁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子導條、端環(huán)和冷卻風葉為一整體，表面經(jīng)防腐處理，轉(zhuǎn)子和軸裝配后，經(jīng)動平衡以保證振動噪聲低，運行可靠；優(yōu)化槽型設計，可達到較高轉(zhuǎn)矩、低溫升和低噪聲；優(yōu)化風扇設計，降低由于空氣流動引起的風摩耗及噪聲級；軸承用真空脫氣鋼制造，高質(zhì)量、溫度范圍寬的防銹油脂，使軸承具備最小摩擦損耗和較長的運行壽命；驅(qū)動軸伸上

29、有模注氯丁橡膠或鋼擋圈，防止潮氣和灰塵進入軸承室。</p><p>　　電動機效率不斷提高的原因是電動機產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代，同時也是一個企業(yè)乃至一個國家電機工業(yè)水平的體現(xiàn)。高效率電動機是電動機發(fā)展的重要方向。從當前的形式看，歐美各國政府已經(jīng)出臺強制性法規(guī)，對電動機能效值進行強制管理，我國已經(jīng)加入WTO，國外市場對我們的生存愈發(fā)重要。高效率電動機發(fā)展的程度，不僅是企業(yè)能否擴大市場的問題，而是關乎企業(yè)生死存亡的大事。

30、目前，我國高效率電動機的研究、生產(chǎn)尚處于起步階段，這既是機遇又是挑戰(zhàn)，在激烈的國內(nèi)外市場競爭中，它將會代表我國防爆電機行業(yè)最先進生產(chǎn)力，參與市場競爭立于不敗之地。 </p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)歷了100多年的技術發(fā)展，電動機自身的理論基本成熟。隨著電工技術的發(fā)展，對電能的轉(zhuǎn)換、控制以及高效使用的要求越來越高。電磁材料的性能不斷提

31、高，電工電子技術的廣泛應用，為電動機的發(fā)展注入了新的活力。未來電動機將會沿著單位功率體積更小，機電能量轉(zhuǎn)換效率更高，控制更靈活的方向繼續(xù)發(fā)展。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　三年的讀書生活在這個季節(jié)即將畫上句號，而臥的人生才剛剛開始。我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長和家人的大力支持下，又辛苦也有收獲。在論文即將完成之際，思

32、緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜。但我最要感謝的是我的所有代課老師及父母。授人以魚不如授人以漁，置身其問，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術目標，領會了基本的思考方式。這三年中還得到了眾多老師的關心支持和幫助。在此，謹向老師們致以衷心的感謝和崇高的敬意。同時也感謝學院給我提供了良好的學習環(huán)境。</p><p><b>　　參考文獻</b><

33、/p><p>　　【1】.Nitaigour Premchand Mahalik. 機電一體化：原理·感念·應用 2008</p><p>　　【2】曾孟雄，卜云峰，舒志兵.機電一體化技術與系統(tǒng).北京：機械工業(yè)出版社2007</p><p>　　【3】張建民 機電一體化系統(tǒng)設計。北京；北京理工大學出版社1996</p><p&g

34、t;　　【4】李建永 機電一體化技術——21世紀高等院校教材 科學出版社2005</p><p>　　【5】陳剛 機電一體化專業(yè)規(guī)劃教材：機電一體化技術 清華大學出版社2004</p><p>　　【6】魏天路 電機制造工藝學 北京，機械工業(yè)出版社 2006</p><p>　　【7】李慶武 劉子林 電機與拖動基礎 武漢理工大學出版社 2002&