现(xian)代电机(ji)不再是(shi)(shi)只是(shi)(shi)简单(dan)执(zhi)行任务(wu)的单(dan)独的零(ling)件，而(er)是(shi)(shi)成为一个(ge)全面性(xing)的系(xi)统(tong)，可(ke)以(yi)说现(xian)代电机(ji)是(shi)(shi)整个(ge)机(ji)电体系(xi)的神经中枢(shu)。现(xian)代电机(ji)可(ke)以(yi)为整个(ge)机(ji)电体系(xi)提供能源，也就是(shi)(shi)说现(xian)代电机(ji)是(shi)(shi)动力中心；现(xian)代电机(ji)也可(ke)以(yi)起到调节、平衡、控制整个(ge)机(ji)电系(xi)统(tong)的作用。

甚至很多(duo)现(xian)代电机兼具这两种功(gong)能。如此强大且全面的(de)功(gong)能必然对现(xian)代电机提出更高要(yao)求，这些要(yao)求不仅仅体(ti)现(xian)在(zai)现(xian)代电机本(ben)身的(de)设计和(he)生产，而且体(ti)现(xian)在(zai)现(xian)代电机生产出的(de)产品的(de)经济性(xing)(xing)、应用(yong)性(xing)(xing)和(he)发(fa)展性(xing)(xing)。

现(xian)代电机的六大发展(zhan)方向

1

从(cong)有刷到无刷的转变

在过去，传统的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)动(dong)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)使用覆(fu)盖率(lv)非常高，主要(yao)是(shi)因(yin)为绝(jue)大多数的(de)(de)(de)电(dian)(dian)力(li)供给都(dou)是(shi)直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)。而(er)传统的(de)(de)(de)直(zhi)流(liu)电(dian)(dian)动(dong)机(ji)(ji)都(dou)是(shi)有(you)刷(shua)(shua)的(de)(de)(de)。有(you)刷(shua)(shua)电(dian)(dian)机(ji)(ji)指的(de)(de)(de)是(shi)靠换向(xiang)器(qi)和电(dian)(dian)刷(shua)(shua)的(de)(de)(de)配合来自动(dong)完成的(de)(de)(de)电(dian)(dian)机(ji)(ji)，换向(xiang)器(qi)和电(dian)(dian)刷(shua)(shua)装在电(dian)(dian)机(ji)(ji)内部。虽然有(you)刷(shua)(shua)电(dian)(dian)机(ji)(ji)在制作方面(mian)技术(shu)纯熟，相应的(de)(de)(de)配件也比较便宜，但是(shi)有(you)刷(shua)(shua)电(dian)(dian)机(ji)(ji)存在着很多缺(que)点。

比如，更换(huan)配件程序麻烦(fan)、配件使用寿命短(duan)、发热率高、换(huan)向火花大(da)、损耗严重(zhong)(zhong)、电磁干扰严重(zhong)(zhong)等(deng)。所以(yi)，尽管有刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)存在(zai)很(hen)多(duo)优点，但是它还是随(sui)着时代的变(bian)化(hua)逐渐被无刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)所取代。无刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)直流电机(ji)(ji)由电动机(ji)(ji)主体和驱(qu)动器组成，是一种典(dian)型的机(ji)(ji)电一体化(hua)产(chan)品(pin)。无刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)的种类很(hen)广泛，并且几乎不存在(zai)有刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)的所有缺点，无刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)磨损小、噪音低、干扰低，可(ke)以(yi)说(shuo)无刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)相对于有刷(shua)(shua)(shua)(shua)(shua)电机(ji)(ji)具有很(hen)大(da)的优势。

2

现代(dai)电机的直接驱(qu)动(dong)

现(xian)代电(dian)(dian)(dian)机通(tong)常都是(shi)高(gao)速(su)运(yun)转的(de)(de)(de)(de)，它的(de)(de)(de)(de)运(yun)转速(su)度每分钟能够达到数百甚至数千转， 这(zhei)样(yang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)运(yun)转速(su)度要进行高(gao)低速(su)的(de)(de)(de)(de)变换是(shi)相对困难的(de)(de)(de)(de)，但是(shi)很多应用场合恰恰就(jiu)有(you)这(zhei)样(yang)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)。因此，就(jiu)需(xu)要现(xian)代电(dian)(dian)(dian)机为其(qi)提供转换转速(su)的(de)(de)(de)(de)配件(jian)系统。但是(shi)这(zhei)样(yang)的(de)(de)(de)(de)转换系统必然会增加整个电(dian)(dian)(dian)机系统的(de)(de)(de)(de)大(da)小，并且也(ye)会影响到设备(bei)的(de)(de)(de)(de)精确(que)度和工作效率。这(zhei)时候，只有(you)使现(xian)代电(dian)(dian)(dian)机驱动(dong)向直(zhi)接驱动(dong)发展，才能有(you)效的(de)(de)(de)(de)解决这(zhei)一问题。

3

电机(ji)的(de)极速化

现代工业的(de)(de)发展经常需要(yao)(yao)电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)极(ji)(ji)速(su)化(hua)，即(ji)经常需要(yao)(yao)电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)保(bao)持极(ji)(ji)高或者(zhe)极(ji)(ji)低的(de)(de)速(su)度。现代电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)要(yao)(yao)极(ji)(ji)速(su)化(hua)的(de)(de)要(yao)(yao)求与电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)直(zhi)驱化(hua)紧密相关。电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)极(ji)(ji)速(su)化(hua)，不仅有(you)助于(yu)实现电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)直(zhi)驱化(hua)，而且可以提(ti)高电(dian)机(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)工作效(xiao)率和设备的(de)(de)精确度。

4

从(cong)匀速(su)到(dao)调速(su)的(de)转变(bian)

传统的(de)(de)(de)电(dian)(dian)机(ji)(ji)基本维(wei)持一(yi)个速(su)度(du)，大(da)部分的(de)(de)(de)电(dian)(dian)机(ji)(ji)也只有开(kai)(kai)关机(ji)(ji)器(qi)的(de)(de)(de)这(zhei)(zhei)一(yi)个开(kai)(kai)关。但是在(zai)实(shi)际(ji)的(de)(de)(de)运(yun)用中(zhong)又需要(yao)对(dui)(dui)电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)速(su)度(du)进行调(diao)(diao)节，而在(zai)这(zhei)(zhei)一(yi)过程中(zhong)，频(pin)繁的(de)(de)(de)开(kai)(kai)关对(dui)(dui)电(dian)(dian)机(ji)(ji)不可避免的(de)(de)(de)造(zao)成了电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)内部零件的(de)(de)(de)磨损，对(dui)(dui)控制器(qi)和电(dian)(dian)网也会造(zao)成一(yi)定的(de)(de)(de)冲击。因此，调(diao)(diao)速(su)功能的(de)(de)(de)运(yun)用对(dui)(dui)于整(zheng)个电(dian)(dian)机(ji)(ji)系(xi)统起着至关重要(yao)的(de)(de)(de)作用。例如，现代(dai)的(de)(de)(de)变频(pin)空调(diao)(diao)就(jiu)是采取(qu)了调(diao)(diao)速(su)的(de)(de)(de)方式。这(zhei)(zhei)种(zhong)方式使(shi)得(de)它的(de)(de)(de)舒适(shi)度(du)比传统的(de)(de)(de)空调(diao)(diao)要(yao)好(hao)得(de)多，而且这(zhei)(zhei)种(zhong)调(diao)(diao)速(su)系(xi)统使(shi)得(de)电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)工作效(xiao)率更高，也就(jiu)更加省电(dian)(dian)。

5

从大型(xing)(xing)化(hua)到小型(xing)(xing)化(hua)、微型(xing)(xing)化(hua)的转变

现(xian)代(dai)工业越来越需要(yao)电(dian)(dian)机(ji)的(de)小型(xing)(xing)化和(he)微型(xing)(xing)化，尤其是(shi)便携式的(de)产(chan)品更是(shi)对(dui)电(dian)(dian)机(ji)的(de)大小提出更高的(de)要(yao)求。比如从第一代(dai)电(dian)(dian)子计算机(ji)到台式电(dian)(dian)脑再(zai)(zai)到笔记本(ben)电(dian)(dian)脑再(zai)(zai)到 iPad、手机(ji)的(de)转变都体(ti)现(xian)了(le)人们(men)对(dui)于电(dian)(dian)机(ji)的(de)小型(xing)(xing)化和(he)微型(xing)(xing)化的(de)需求。但是(shi)要(yao)达到电(dian)(dian)机(ji)从大型(xing)(xing)化到小型(xing)(xing)化的(de)转变，首先要(yao)提高基础配件的(de)功率(lv)，并且(qie)保证(zheng)基础元(yuan)件的(de)性(xing)能和(he)改善(shan)电(dian)(dian)机(ji)运行的(de)原(yuan)理。

6

智能(neng)化

当今社会(hui)，电子信息技术日(ri)新月异，智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)系统渗透到我们(men)生活的方(fang)方(fang)面面。现(xian)代(dai)电机不(bu)仅(jin)为整(zheng)个机电系统提供动(dong)力，而(er)且对于电机系统有平衡、调节等(deng)功能(neng)(neng)，而(er)当今社会(hui)越来(lai)越要求现(xian)代(dai)电机拥有自我适应、自我更(geng)新等(deng)功能(neng)(neng)，形成具有针对不(bu)同任务(wu)的个性化(hua)服务(wu)。而(er)这就是智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)融入到现(xian)代(dai)电子系统的体现(xian)。而(er)现(xian)代(dai)电机的智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化(hua)也需要各(ge)种电子理论、智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)传感器、高性能(neng)(neng)材料(liao)等(deng)的综(zong)合运用。

现代(dai)电机(ji)的关键技术

1

仿真技术(shu)(shu)和设计技术(shu)(shu)

仿真技(ji)术(shu)和(he)设计技(ji)术(shu)的(de)(de)突破电(dian)(dian)机(ji)(ji)是一项综(zong)合技(ji)术(shu)的(de)(de)产物，它(ta)是温(wen)度、磁场、电(dian)(dian)力、机(ji)(ji)器相(xiang)互(hu)(hu)交叉融合的(de)(de)产物。它(ta)们相(xiang)辅相(xiang)成，并相(xiang)互(hu)(hu)影(ying)响(xiang)。例如，温(wen)度升高或者降低都(dou)会影(ying)响(xiang)磁性材料电(dian)(dian)磁的(de)(de)大(da)小和(he)磁场的(de)(de)位(wei)置，而(er)(er)这样又(you)会影(ying)响(xiang)到电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)(de)工作效率(lv)与耗能的(de)(de)多少(shao)，从(cong)而(er)(er)也会直接影(ying)响(xiang)电(dian)(dian)机(ji)(ji)内部零件(jian)的(de)(de)磨损(sun)程度，而(er)(er)磨损(sun)程度的(de)(de)变化对电(dian)(dian)机(ji)(ji)本身的(de)(de)温(wen)度又(you)产生一定的(de)(de)影(ying)响(xiang)。因此，现(xian)代(dai)电(dian)(dian)机(ji)(ji)中的(de)(de)每一个环节(jie)都(dou)是不能忽视的(de)(de)，任何一个环节(jie)出现(xian)差错都(dou)会牵一发而(er)(er)动全身。所以(yi)，具(ju)有综(zong)合性的(de)(de)仿真技(ji)术(shu)和(he)设计技(ji)术(shu)就显得(de)尤为重要。

2

高效节(jie)能技术

高(gao)效节能技(ji)术是一(yi)个(ge)经久(jiu)不(bu)变(bian)的(de)话(hua)题，高(gao)效节能也就(jiu)意味着电(dian)(dian)机(ji)(ji)工(gong)作效率的(de)提(ti)升。而电(dian)(dian)机(ji)(ji)正(zheng)是由于(yu)是整个(ge)机(ji)(ji)电(dian)(dian)系统中(zhong)耗(hao)电(dian)(dian)量最大(da)的(de)部分(fen)，所以对于(yu)它的(de)工(gong)作效率的(de)提(ti)升就(jiu)显(xian)得更(geng)(geng)为(wei)重要(yao)。首先，要(yao)从电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)体积入手，体积小的(de)电(dian)(dian)机(ji)(ji)效率远远高(gao)于(yu)大(da)体积电(dian)(dian)机(ji)(ji)；其(qi)次，要(yao)不(bu)断(duan)更(geng)(geng)新(xin)电(dian)(dian)机(ji)(ji)原(yuan)件的(de)材料(liao)，使电(dian)(dian)机(ji)(ji)在工(gong)作过程中(zhong)自身(shen)对于(yu)电(dian)(dian)能的(de)消耗(hao)降到最低。

3

极端环境的适应(ying)能力

极端(duan)(duan)环(huan)境(jing)的适应能力现代(dai)(dai)电机涉及的领域(yu)(yu)越来越多(duo)，而传统的电机存在(zai)温度(du)限制，这使得电机在(zai)特定的环(huan)境(jing)中失去动力。因此，如(ru)果要现代(dai)(dai)电机能够在(zai)更广(guang)泛的领域(yu)(yu)发展，就必须(xu)提高(gao)它在(zai)极端(duan)(duan)环(huan)境(jing)的中的适应能力。

综上所(suo)述(shu)，无(wu)(wu)刷化(hua)、直驱化(hua)、极(ji)速化(hua)、调速化(hua)、微型(xing)化(hua)、伺服化(hua)、机(ji)(ji)电(dian)(dian)一(yi)体化(hua)以(yi)及(ji)智(zhi)能(neng)化(hua)是(shi)(shi)现(xian)(xian)代(dai)(dai)(dai)电(dian)(dian)机(ji)(ji)未来(lai)的(de)(de)(de)发(fa)展(zhan)方向和发(fa)展(zhan)重(zhong)点。它们(men)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)每一(yi)点都是(shi)(shi)在(zai)日常的(de)(de)(de)生产生活(huo)中(zhong)(zhong)不断实践(jian)，反复(fu)论证(zheng)出来(lai)的(de)(de)(de)。因(yin)此，无(wu)(wu)论是(shi)(shi)无(wu)(wu)刷化(hua)、直驱化(hua)还是(shi)(shi)机(ji)(ji)电(dian)(dian)一(yi)体化(hua)、智(zhi)能(neng)化(hua)都是(shi)(shi)未来(lai)现(xian)(xian)代(dai)(dai)(dai)电(dian)(dian)机(ji)(ji)发(fa)展(zhan)不可或缺的(de)(de)(de)重(zhong)要元素之一(yi)。而(er)在(zai)现(xian)(xian)代(dai)(dai)(dai)电(dian)(dian)机(ji)(ji)的(de)(de)(de)未来(lai)发(fa)展(zhan)过程中(zhong)(zhong)，也要着重(zhong)注意它的(de)(de)(de)仿真技术(shu)、设计技术(shu)、高效节能(neng)技术(shu)以(yi)及(ji)对极(ji)端环境(jing)的(de)(de)(de)适应能(neng)力，从(cong)而(er)使现(xian)(xian)代(dai)(dai)(dai)电(dian)(dian)子技术(shu)得到更加良性的(de)(de)(de)发(fa)展(zhan)。

来源(yuan)：伺服与运动控制