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直流电机发展趋势
随着电力电子、微电子技术和交流电动机调速与控制技术的发展,许多直流发电机已被各式晶闸管整流电源代替。
     直流电动机和直流传动系统也在某些领域,特别是大型电机领域,被运行、维护相对方便的交流调速电动机和交流调速系统所取代,应用范围呈缩减趋势。但是,直流电动机和可以解耦调节的直流传动系统经过长期发展,积累了丰富的运行、维护经验。考虑到交流调速电动机和交流调速系统。在一定容量范围内和一些运行方式中,还存在系统的技术、经济合理性问题,某些运行要求和运行环境还离不开直流系统。因此,在一定时期内,直流电动机和直流传动系统还有发展空间,不能或不宜全面被取代。
     面对现实,直流电机的目前发展趋势是:积极采用新技术、新结构、新材料、新工艺,克服晶闸管整流电源供电对电动机带来的换向、绝缘、噪声和振动等方面的新问题。在此基础上,为满足不同机械的特殊要求,完善和发展维护、检测系统,充分发挥直流电动机固有的优良特性,配合与之匹配的晶闸管整流电源系统,设计、制造出适合晶闸管整流电源供电的直流电动机,建立全新的直流电动机新系列。
为此,在下列方面对直流电动机做了大量工作,并取得成果:
     1)提高直流电动机的设计、制造水平。利用电子计算机和数值解析技术进行磁场、换向、机械应力、振动及通风冷却方面的解析;结合采用新结构、新工艺、新材料,大幅度提高电磁参数,特别是电枢线负荷;提高电动机的额定电压等级;增加转子铁心长度,提升转子铁心长度和直径的比值,优选最佳设计;采用F、H级绝缘和先进的绝缘结构、真空压力整浸(VPI)工艺,以提高电机的绝缘性能和部件导热性、整体性;推广钨极惰性气体保护焊(TIG)和中频焊等,以提高电接触的可靠性……从而得以提高电动机的换向性能,缩小尺寸,减轻质量,提高极限容量,来适应对电动机动态性能和运行可靠性提出的更高要求。
     2)采用新材料,开发新结构。积极向中小型电机推广新型稀土永磁材料;大力开发新结构:如采用多边形定子轭,定子轭和主、换向极铁心均采用叠片结构(小型电机甚至把定子轭与主、换向极铁心做成一体),以提高定子内部空间的利用率和满足电枢电流快速变化的要求;中、小型电机的底脚设置在前、后端盖上,增大底脚支承面,以有利于减少电机振动;改进轴承结构,相应放大轴承和电机轴伸的直径,以适应输出转矩的增加;转子采用高强度无纬带绑扎,尽可能不用槽楔,有些大型电机采用导线变断面的电枢线圈,以降低电枢槽高,改善换向和发热参数;采用特殊换向器结构,以提高工作转速,减少用铜量;发展各种冷却方式,并在小型电机转子铁心上也设置径向通风沟,以改善散热条件……从而最大限度地满足使用要求和提高工程总体合理性。
     3)完善、发展维护监测系统。结构复杂、监测困难和维护工作量大,是限制直流电机发展的主要原因之一。采用
     先进的电机状态监测技术,从局部监测发展到系统监测,开发故障诊断和专家评定系统,进行故障趋势分析,以简化和减少维护工作,保证电机运行可靠。
 
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