五种新型电机简介

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1、五种新型电机简介姓名：赵涛学号：1、超声波电机简介：原理：超声波电机就是利用超声波频率范围内的机械振动 来获得动力源的装置，借助摩擦传递弹性超声波振动以获得动 力。超声波电机获得能量的超声波振动源又与压电陶瓷有着密 切联系，当对压电陶瓷施加交变电压时，压电陶瓷本身或压电 陶瓷和金属的混合体就会产生周期性地伸缩，即逆压电效应， 通过这种伸缩，电机产生了动力。人耳所能听到的 的声音频率约 为 20Hz-20KHZ ，而当频率超 过 20KHz 以上，人 耳便无法辨识，成为超声波。对 超声波电机 的压电材料输入电压所产生的是晶体的形变，因此利用压电材 料来带动转子，其前进的距离相当小，约是微米等级，

2、因此若 要此电机做长距离运动，就必须输入超声波的高频电压，使定 子产生极高的振动频率才能得到合适的转速，这也正是超声波 电机的由来。特点: 1、超声波 电机弹性振动体的振动速度和依 靠摩擦 传递能量的方式决定了它是一种低速电机，同时其能量密度 是电磁电机的 5 到 10 倍左右，使 得它不需要减速机构就能低 速时获得大转矩，可直接带动执行机构。2、超声波电机的构成不需要线圈与磁铁，本身不产生电 磁波，所以外部磁场对其影响较小。3、超声波电机断电时，定子与转子之间的静摩擦力使电 机具有较大的静态保持力矩，从而实现自锁，省去了制动闸， 简化了定位控制，其动态响应时间也较短。4、超声波电机依靠定子的

3、超声振动来驱动转子运动，超 声振动的振幅一般在微米数量级，在直接反馈系统中，位置 分辨率高，容易实现较高的定位控制精度。应用: 1、超声波电机可用于照相 机的自动聚焦系 统的驱 动器；航空航天领域的自动驾驶仪伺服驱动器；机器人或微型 器械自动控制系统的驱动器；高级轿车门窗和座椅靠头调节的 驱动装置；窗帘或百叶窗自动启闭装置；2、医学领域的人造心脏驱动器、人工关节驱动器；强磁 场环境下设备的驱动装置，如磁悬浮列车的控制系统；不希望 驱动装置产生磁场的场合，如磁通门的自动测试转台等。2、无刷直流电动机 ：原理：无刷永磁电动机伺服系统主要由4 个部分组成：永磁同 步电动机MS、转子位置检测器BQ、逆

4、变器和控制器。+ oU控制 信号图 1 无刷永磁电动机伺服系统的组成特点：1、无刷电机以电子换向取代机械换向，无机械摩擦， 无磨损，无电火花，免维护且能做到更加密封等特点所以技术上要 优于有刷电机。2、无刷直流电动机的永磁体，现在多采用高磁能积的稀土钕 铁硼材料。因此，稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电 动机缩小了一个机座号。3、无刷直流电机的高效率，高效区域大，功率和转矩密度高， 功率因数（COS）接近1,系统效率90%,永磁无刷直流电机在 任何情况下转子都是同步运行，交流流频电机是变频调速，无刷直 流电机是调速变频,电机在同步转速下运行,转子既无铜耗又无铁 耗。4、无刷直流电机具有

5、低电压特性好,转矩过载特性强,启动 转矩大（堵转特性）,启动电流小等优点。应用：1、永磁无刷直流电机广泛应用于计算机外围设备（如硬 盘、软盘和光盘存储器）、家电产品、医疗器械和电动车上,目前 无刷直流电机的转子都普遍使用永磁材料组成的磁钢,并且在航空 航天、汽车、精密电子等行业也被广泛应用。2、汽车净化器多采用直流无刷电动机带动离心式风叶,以排 出污浊空气。电动机本体是根据电机电路方案来确定,常用二相桥 式换相驱动电路。内定子绕组可以较方便地绕在铁心齿上。电机做 成外转子式结构，定子和定子绕组放在转子内部。换相驱动电路采 用专用集成电路(ASIC)，电路简单，并有控制保护功能。3、工业缝纫机用

6、无刷直流电动机，其优点为可以实现正反转快 速启动与制动( 100ms ) ，定位精度高，过载能力大振动低， 同时实现工业缝纫机的自动返缝、自动割线和自动挑线3个 自动控制功能。3、直线电动机：原理：直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而 不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机 按径向剖开，并展成平面而成。特点： 1、结构简单，由于直线电机不需要把旋转运动变成直 线运动的附加装置，因而使得系统本身的结构大为简化，重量和体 积大大地下降；2、是定位精度高，在需要直线运动的地方，直线电机可以实 现直接传动，因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差，故定 位精度高，如采用

7、微机控制，则还可以大大地提高整个系统的定位 精度；3、是反应速度快、灵敏度高，随动性好。直线电机容易做到 其动子用磁悬浮支撑，因而使得动子和定子之间始终保持一定的空 气隙而不接触，这就消除了定、动子间的接触摩擦阻力，因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性；4、是工作安全可靠、寿命长。直线电机可以实现无接触传递 力，机械摩擦损耗几乎为零，所以故障少，免维修，因而工作安全 可靠、寿命长。应用：直线电机主要应用于三个方面：一是应用于自动控制系 统，这类应用场合比较多；其次是作为长期连续运行的驱动电机； 三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。此外磁悬浮列车是直线电机实际应用

8、的最典型的例子，美、 英、日、法、德、加拿大等国都在研制直线悬浮列车，其中日本进 展最快。4、开关磁阻电动机:原理：开关磁阻电动机调速系统所用的开关磁阻电动机（SRM） 是SRD中实现机电能量转换的部件，也是SRD有别于其他电动机 驱动系统的主要标志。SRM系双凸极可变磁阻电动机，其定、转子 的凸极均由普通硅钢片叠压而成。转子既无绕组也无永磁体，定子 极上绕有集中绕组，径向相对的两个绕组联接起来，称为“一相”， SR电动机可以设计成多种不同相数结构，且定、转子的极数有多 种不同的搭配。相数多、步距角小，有利于减少转矩脉动，但结构 复杂，且主开关器件多，成本高，现今应用较多的是四相86）结 构和

9、三相（128）结构。特点：1、开关磁组电动机调速系统之所以能在现代调速系统 中异军突起，主要是因为它卓越的系统性能，主要表现在：结构简 单；电动机结构简单、成本低、可用于高速运转。SRD的结构比鼠 笼式感应电动机还要简单。其突出的优点是转子上没有任何形式的 绕组，因此不会有鼠笼感应电机制造过程中铸造不良和使用过程中 的断条等问题。2、电路可靠；功率电路简单可靠。因为电动机转矩方向与绕 组电流方向无关，即只需单方相绕组电流，故功率电路可以做到每 相一个功率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流，向其供电 的PWM变频器功率电路每相需两个功率器件。因此，开关磁阻电 动机调速系统较PWM变频器功率电

10、路中所需的功率元件少，电路 结构简单。3、系统可靠性高；系统可靠性高。从电动机的电磁结构上看， 各项绕组和磁路相互独立，各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。 而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一 个旋转磁场，电动机才能正常运转。应用：1、南京瑞鹏科技有限公司成功开发了用于5kg滚筒洗 衣机的SRD专用系统，取得了令人振奋的效果。系统的“标准洗”，滚筒的转速为57转/分钟；而“轻柔洗、“丝 绒洗滚筒转速则为25转/分钟。真正做到高档织物不损伤。“脱水 时滚筒转速可在400转/分钟至1200转/分钟之间任意设定选取。系统还为洗衣机的各种动作设计了专用程序。如为正转、反转 洗涤设计

11、了特定的起动、加速、减速程序，可有效的提高衣物的洗 净率。为漂洗和脱水分别设计了特定的起动、均布升速程序，有效 避免在脱水时由于衣物在滚筒上分布不均而造成的振动和噪声；而 对于根本不可能均匀分布的洗涤物，则可智能地为其选择较低的脱 水转速。2、开关磁阻调速电动机系统除了具有变频调速系统的一系列 优点外，它具有比变频调速系统更高的电能一机械能转换效率， 特别是在中、低转速运行时，这一优势就更加明显。这一点在此就 不再赘述。5、无滑环绕线转子感应电动机:原理：该电机采用一种全新的定子、转子绕组结构，在谐波起 动技术的基础上运用独特的谐波起动原理，针对大型绕线转子电机 的特点，提出一种实现谐波起动方

12、法的定子绕组的新接法，这种定 子绕组的新接法利用“全绕组起动”的概念构造，它具有线圈工艺 性好，起动特性优良，控制简单，正常运行时又可切换为标准绕组 的特点；而转子绕组则利用“无感”的概念和复合线圈技术，提出 在大型电机转子上采用圆铜线构成“软绕组”，它与传统的矩形截 面导线构成的“硬绕组”相比，其槽形可根据要求灵活设计，并可 减少转子线圈端部用铜量，在保证槽内有效用铜量相等的情况下， 最多可节省10%左右的用铜量。这既减小了转子的铜耗又提高了电 机的功率因数。由于去掉了滑环则电机长度减少了近30%，这既节 约了材料又减少了制造成本。特点：1、新型电机转子回路中不再含有滑环碳刷，起动时转 子回路中不串入电阻，其外观形同鼠笼电机，它与传统绕线转子电 机一样能够做到低起动电流、高起动转矩，同时它更具有高过载能力，高效率，高功率因数，高可靠性等突出特点。2、控制也极为简便，只需两个三相开关就可完成。它不需要 进相机等功率因数补偿装置，也不需要强力风扇对滑环碳刷进行强 制降温。应用：它被广泛用于建材、矿山、冶金、发电、石化等工业领 域诸如球磨机、破碎机、轧钢机、压缩机等大型设备的拖动。