直流電機的發(fā)展趨勢

隨著(zhù)電力電子、微電子技術(shù)和交流電動(dòng)機調速與控制技術(shù)的發(fā)展，許多直流發(fā)電機已被各式晶閘管整流電源代替。直流電動(dòng)機和直流傳動(dòng)系統也在某些領(lǐng)域，特別是大型電機領(lǐng)域，被運行、維護相對方便的交流調速電動(dòng)機和交流調速系統所取代，應用范圍呈縮減趨勢。

但是，直流電動(dòng)機和可以解耦調速的直流傳動(dòng)系統通過(guò)長(cháng)期發(fā)展，積累了豐富的運行、維護經(jīng)驗?？紤]到交流調速電動(dòng)機和交流調速系統。在一定容量范圍內和一些運行方式中，還存在系統的技術(shù)、經(jīng)濟合理性問(wèn)題，某些運行要求和運行環(huán)境還離不開(kāi)直流系統。因此，在一定時(shí)期內，直流電動(dòng)機和直流傳動(dòng)系統還有發(fā)展空間，不能或不宜全面被取代。

面對現實(shí)，直流電機的目前發(fā)展趨勢是：積極采用新技術(shù)、新結構、新材料、新工藝、克服晶閘管整流電源供電對電動(dòng)機帶來(lái)的換向、絕緣、噪音和振動(dòng)等方面的新問(wèn)題。在此基礎上，為滿(mǎn)足不同機械的特殊要求，完善和發(fā)展維護、檢測系統，充分發(fā)揮直流電動(dòng)機固有的優(yōu)良特性，配合與之匹配的晶閘管整流電源系統，設計、制造出適合晶閘管適合晶閘管整流電源供電的直流電動(dòng)機，建立全新的直流電動(dòng)機新系列。

為此，在下列方面對直流電動(dòng)機做了大量工作，并取得成果：

1)提高直流電動(dòng)機的設計、制造水平。利用電子計算機和數值解析技術(shù)進(jìn)行磁場(chǎng)、換向、機械應力、振動(dòng)及通風(fēng)冷卻方面的解析;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(xiàn)負荷;提高電動(dòng)機的額定電壓等級;增加轉子鐵芯長(cháng)度，提升轉子鐵心長(cháng)度和直徑的比值，優(yōu)先 設計;采用F、H級絕緣和先進(jìn)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(dòng)機的換向性能，縮小尺寸，減輕質(zhì)量，提高極限容量，來(lái)適應對電動(dòng)機動(dòng)態(tài)性和運行可靠性提出的更高要求。

2)采用新材料，開(kāi)發(fā)新結構。積極向中小型電機推廣新型稀土永磁材料;大力開(kāi)發(fā)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(mǎn)足電樞電流快速變化的要求;中小型電機的底腳設置在前、后端蓋上，增大底腳支承面，以有利于減少電機振動(dòng);改進(jìn)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(wú)緯帶綁扎，盡可能不用槽楔，有些大型電機采用導線(xiàn)變斷面的電樞線(xiàn)圈，以降低電樞槽高，改善換向和發(fā)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(fā)展各種冷卻方式，并在小型電機轉子鐵心上也設置徑向通風(fēng)溝，以改善散熱條件......從而 限度地滿(mǎn)足使用要求和提高工程總體合理性。

3)完善、發(fā)展維護檢測系統。結構復雜、檢測困難和維護工作量大，是限制直流電機發(fā)展的主要原因之一。采用先進(jìn)的電機狀態(tài)監測技術(shù)，從局部監測發(fā)展到系統監測，開(kāi)發(fā)故障診斷和專(zhuān)家評定系統，進(jìn)行故障趨勢分析，以簡(jiǎn)化和減少維護工作，保證電機運行可靠。