直流电机的应用现状

直流电机的应用现状

1. 绪论

直流电机，是实现机械能和直流电能相互转换的电磁机械装置装置。

直流电机的历史可以追溯到1821年，其后迎来了直流电机发展的第一个发展期，期间电磁学和电机学的理论日渐完善，电机结构不断改进，直到1895年尼加拉瓜水库竞标失败。其后，直流电动机行业努力找准市场定位，完善技术，来到了黄金期，在一些无可替代的领域发挥了重要作用。

20世纪后半叶，由于晶闸管电源的发展，直流发电机应用领域逐渐被挤压；磁场定向控制技术和变频调节技术的不断发展，使交流电机可以实现等效直流电动机的控制，直流电动机应用领域逐渐缩小。[1]

2. 直流电机的传统应用

在一些化工行业，需要利用电流的化学效应来进行电解、电镀、电冶炼等，这时应用直流发电机作为电源，提供电能；一些蓄电池也用直流发电机充电；也可参与直流发电机-电动机拖动系统。

直流电动机有着优秀的调速性能，在对调速性能要求较高的行业部门中，直流电动机有着广泛应用，如小型电动机车、城市轨道交通、轧钢机、大中型龙门刨床和船舶机械等。[2]

3.直流电机的新型技术发展

3.1 无刷电机

无刷电机是利用电子换向代替机械换向的直流电机。

在1948年，大功率的开关型半导体晶体管在贝尔实验室诞生，为无刷直流电机的成功研制提供了技术前提。在二十世纪中期，美国科学家第一次提出应用晶体管换向取代机械换向器换向的现代直流无刷电机，并且在实际的工业生产中得到应用。

在电动汽车中，采用逆变器进行电子换向和取消齿轮直接驱动的外转子式电机，是一种优异的方案；电动自行车中应用的有盘式电机和外转子永磁无刷直流电机两种，可靠性高寿命长且节能降耗；要求精确控制速度和位置的工业自动化机械、精密电子设备器械中大多也采用无刷电机。[3]

无刷直流电动机相对于其它类型电动机,还是一种新型电动机。它的驱动、控制更是和电子技术息息相关。由于大量使用电子元件，其电特性向高电压、低电流发展；高速微处理器和DSP器件的出现，使得运行速度、处理能力提高很大，可以采用正弦电流驱动，低成本DSP 为压缩机、洗衣机、风扇、泵机和高压交流驱动中的无传感控制(直流无刷电机)提供了一个独一无二的和最优化方案；PWM技术不论是电磁噪声,还是电流波形都得到改善。

从最初用于军事工业开始,随着在工业中的广泛使用,无刷电机正在大踏步地向家电、信息产品等消费品领域迅速发展。[4]

3.2 直线直线电机

直线电机可以认为是旋转电机在结构方面的一种变形，它可以看作是一台旋转电机沿其径向剖开，然后拉平演变而成。直线直流电动机通常做成圆筒型，它的优点是结构简单可靠，运行效率高，控制比较方便、灵活，尤其和闭环控制系统结合在一起，可精密地控制位移，其速度和加速度控制范围广，调速的平滑性好。缺点是存在着带绕组的电枢和电刷。直线电机在直线传动和物料输送等方面具有独特的优势，如分拣输送线’升降机等)在各种工业机床中，也可广泛使用直线电机代替旋转电机，主要是利用其速度快精度高的特点，如直线电机驱动的冲压机’压铸机’电火花成形机等)；一些生活用品如家电（空调’冰箱等）’驱动门等都可用上直线电机。[5]

4.结论

尽管在技术上直流电机有着诸多难以克服的缺陷，但是通过物尽其用，直流电机仍然有着不可替代的工业应用。随着新技术的发展，直流电机发挥作用的地方会越来越多。

参考资料

[1]戴庆忠. 电机史话(二十五) 第八章直流电机发展史[J]. 东方电机,2011,06:60-81.

[2]许晓峰主编. 电机与拖动基础. 北京市：高等教育出版社, 2012.10:45.

[3]孔祥伟,邓子伦. 浅谈永磁无刷直流电机的发展与应用[J]. 湖北函授大学学报,2012,09:124+164.

[4]贡俊,陆国林. 无刷直流电机在工业中的应用和发展[J]. 微特电机,2000,05:15-19.

[5]赵效辉. 直流电机的发展与应用前景[J]. 湖南农机,2010,11:47+49.