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直流電機的發展趨勢

發布日期:2019/06/06

隨著電力電子、微電子技術和交流電動機調速與控製技術的發展,許多直流發電機已被各式晶閘管整流電源代替。直流電動機和直流傳動係統也在某些領域,特別是大型電機領域,被運行、維護相對方便的交流調速電動機和交流調速係統所取代,應用範圍呈縮減趨勢。

但是,直流電動機和可以解耦調速的直流傳動係統通過長期發展,積累了豐富的運行、維護經驗。考慮到交流調速電動機和交流調速係統。在一定容量範圍內和一些運行方式中,還存在係統的技術、經濟合理性問題,某些運行要求和運行環境還離不開直流係統。因此,在一定時期內,直流電動機和直流傳動係統還有發展空間,不能或不宜全麵被取代。

麵對現實,直流電機的目前發展趨勢是:積極采用新技術、新結構、新材料、新工藝、克服晶閘管整流電源供電對電動機帶來的換向、絕緣、噪音和振動等方麵的新問題。在此基礎上,為滿足不同機械的特殊要求,完善和發展維護、檢測係統,充分發揮直流電動機固有的優良特性,配合與之匹配的晶閘管整流電源係統,設計、製造出適合晶閘管適合晶閘管整流電源供電的直流電動機,建立全新的直流電動機新係列。

為此,在下列方麵對直流電動機做了大量工作,並取得成果:

1)提高直流電動機的設計、製造水平。利用電子計算機和數值解析技術進行磁場、換向、機械應力、振動及通風冷卻方麵的解析;結合采用新結構、新工藝、新材料。大幅度提高電磁參數,特別是電樞線負荷;提高電動機的額定電壓等級;增加轉子鐵芯長度,提升轉子鐵心長度和直徑的比值,優先 設計;采用F、H級絕緣和先進的絕緣結構、真空壓力整浸(VPI)工藝,以提供電機的絕緣性能和部件導熱性、整體性;推廣鎢極惰性氣體保護焊(TIG)和中頻焊等,以提高電接觸的可靠性......從而得以提高電動機的換向性能,縮小尺寸,減輕質量,提高極限容量,來適應對電動機動態性和運行可靠性提出的更高要求。

2)采用新材料,開發新結構。積極向中小型電機推廣新型稀土永磁材料;大力開發新結構: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構(小型電機甚至把定子軛與主換向極鐵心做出一體),以提高定子內部空間的利用率和滿足電樞電流快速變化的要求;中小型電機的底腳設置在前、後端蓋上,增大底腳支承麵,以有利於減少電機振動;改進軸承結構,相應放大軸承和電機軸伸的直徑,以適應輸出轉矩的增加;轉子采用高強度無緯帶綁紮,盡可能不用槽楔,有些大型電機采用導線變斷麵的電樞線圈,以降低電樞槽高,改善換向和發熱參數;采用特殊換向器結構,以提高工作轉速,減少用銅量;發展各種冷卻方式,並在小型電機轉子鐵心上也設置徑向通風溝,以改善散熱條件......從而 限度地滿足使用要求和提高工程總體合理性。

3)完善、發展維護檢測係統。結構複雜、檢測困難和維護工作量大,是限製直流電機發展的主要原因之一。采用先進的電機狀態監測技術,從局部監測發展到係統監測,開發故障診斷和專家評定係統,進行故障趨勢分析,以簡化和減少維護工作,保證電機運行可靠。