新型、特種電機(jī)漫談西莫電機(jī)論壇2009年1月12日目錄新型特種電機(jī)概述在研電機(jī)介紹總結(jié)華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2特種電源系統(tǒng)研究組新型特種電機(jī)概述背景介紹隨著新材料、新技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多新型、特種電機(jī)，這些電機(jī)都是為了滿(mǎn)足某些特定場(chǎng)合的需要而產(chǎn)生的。如永磁直驅(qū)電機(jī)和無(wú)刷雙饋電機(jī)是風(fēng)電發(fā)展的需要，直線(xiàn)電機(jī)、超導(dǎo)電機(jī)、爪極電機(jī)和雙機(jī)械端口電機(jī)是為了滿(mǎn)足交通發(fā)展的需要，脈沖發(fā)電機(jī)等是適應(yīng)軍事變革的需要，而橫向磁通電機(jī)、感應(yīng)子電機(jī)的研制則分別旨在提高電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。另外為了滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的特殊要求，還出現(xiàn)了很多微電機(jī)。由于新型、特種電機(jī)適用的場(chǎng)合與常規(guī)電機(jī)不同，因此在電機(jī)結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和運(yùn)行特點(diǎn)上存在很大差異，需要進(jìn)行大量的研究工作。華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院3特種電源系統(tǒng)研究組新型特種電機(jī)概述特種電機(jī)分類(lèi)與常規(guī)電機(jī)結(jié)構(gòu)或原理不同的都可以稱(chēng)為新型、特種電機(jī)，其也有很多分類(lèi)辦法。如按照相數(shù)，可分為單相、三相和多相電機(jī)；按照頻率，可分為工頻、中頻和高頻電機(jī)；按照電壓等級(jí)，可分為低壓電機(jī)和高壓電機(jī)；按照電機(jī)轉(zhuǎn)速可分為單速電機(jī)和多速電機(jī)，還可分為低速和高速電機(jī)；按照有無(wú)電刷可分為有刷電機(jī)和無(wú)刷電機(jī)；按照勵(lì)磁的來(lái)源可分為電勵(lì)磁、永磁和混合勵(lì)磁電機(jī)；按照磁通走向可分為徑向、軸向和橫向磁通電機(jī)；按照軸承可分為機(jī)械軸承、磁軸承和無(wú)軸承電機(jī)；按照磁路介質(zhì)性質(zhì)可分為鐵心電機(jī)和空心電機(jī)；按照磁場(chǎng)方向還可以分為同性極式和異性極式電機(jī)。華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院5特種電源系統(tǒng)研究組新型特種電機(jī)概述按照轉(zhuǎn)子形式可分為疊片和實(shí)心轉(zhuǎn)子電機(jī)，還可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子電機(jī)，以及單轉(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子電機(jī)；按照定子形式可分為單定子和雙定子電機(jī)；按照有無(wú)槽還分為有槽電機(jī)和無(wú)槽電機(jī)；按照氣隙是否均勻可分為均勻氣隙、單凸極電機(jī)和雙凸極電機(jī)；按照運(yùn)動(dòng)方向又分為旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線(xiàn)電機(jī)和直線(xiàn)振蕩（往復(fù)）電機(jī)；按照機(jī)械端口個(gè)數(shù)可分為單機(jī)械端口和雙機(jī)械端口電機(jī)；按照饋電方式可分為單饋和雙饋電機(jī)；按照轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生來(lái)源分為磁阻電機(jī)和非磁阻電機(jī)；按照功率密度分為一般功率密度和高功率密度電機(jī)。特種電機(jī)分類(lèi)華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院6特種電源系統(tǒng)研究組新型特種電機(jī)概述按照用途可分為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和控制用電機(jī)?？刂朴秒姍C(jī)主要包括伺服電機(jī)、自整角機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、交直流兩用電機(jī)和測(cè)速發(fā)電機(jī)等；有些電機(jī)如爪極電機(jī)，罩極電機(jī)，超導(dǎo)電機(jī)，音圈電機(jī)等是按照其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)定義的。此外還有些電機(jī)是按照其應(yīng)用場(chǎng)合命名的，如汽車(chē)電機(jī)，艦船電機(jī)，航空電機(jī)，航天電機(jī)，超低溫和超高溫電機(jī)，潛水電機(jī)，潛油電機(jī)，牽引電機(jī)，防爆電機(jī)，脈沖電機(jī)等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，電機(jī)種類(lèi)多達(dá)數(shù)百種，并廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，電機(jī)工業(yè)為我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。特種電機(jī)分類(lèi)華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院7特種電源系統(tǒng)研究組在研電機(jī)介紹電機(jī)原理感應(yīng)子電機(jī)是基于磁通脈振理論而工作的。它的電樞繞組和勵(lì)磁繞組均布置在定子上，轉(zhuǎn)子稱(chēng)為感應(yīng)子，其上無(wú)任何繞組和部件，為實(shí)心結(jié)構(gòu)，可以運(yùn)行在100000r/rpm以上。電機(jī)損耗小，可靠性高，具有非常優(yōu)良的特點(diǎn)。感應(yīng)子電機(jī)分為同性極式和異性極式感應(yīng)子電機(jī)。本課題選用的是同性極式感應(yīng)子電機(jī)。同性極式感應(yīng)子電機(jī)電樞繞組和常規(guī)電機(jī)無(wú)異，為三相對(duì)稱(chēng)繞組。勵(lì)磁繞組為環(huán)向集中繞組。當(dāng)勵(lì)磁繞組通直流電時(shí)，由于感應(yīng)子表面的磁阻不同而形成方向不變，幅值介于最大最小值之間的穩(wěn)恒磁場(chǎng)。當(dāng)感應(yīng)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，這一磁場(chǎng)為脈振性質(zhì)，在電樞繞組內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院9特種電源系統(tǒng)研究組在研電機(jī)介紹圖1感應(yīng)子電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院10特種電源系統(tǒng)研究組在研電機(jī)介紹圖2感應(yīng)子電機(jī)左半部結(jié)構(gòu)示意圖華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院11特種電源系統(tǒng)研究組在研電機(jī)介紹圖4感應(yīng)子電機(jī)磁通示意圖華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院13特種電源系統(tǒng)研究組在研電機(jī)介紹圖5感應(yīng)子電機(jī)左邊徑向磁通示意圖華中科技大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院14特種電源系統(tǒng)研究組總結(jié)21世紀(jì)，其他學(xué)科與技術(shù)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了電機(jī)學(xué)科的發(fā)展。如功率電子學(xué)，大功率，高電壓電力電子器件的出現(xiàn)；材料科學(xué)的進(jìn)步，絕緣材料，永磁材料，超導(dǎo)材料，都推動(dòng)著電機(jī)向高功率密度，低噪聲，無(wú)電磁干擾，高效率，高可靠性的綠色環(huán)保電機(jī)方向發(fā)展。目前研究熱