淺談特種電機(jī)分類及應(yīng)用

劉德明 魏穎* 沈陽工學(xué)院信息與控制學(xué)院

電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的主要?jiǎng)恿υ矗瑥V泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、公共設(shè)施、家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。特種電機(jī)指為了滿足各類機(jī)械設(shè)備對(duì)其拖動(dòng)電機(jī)性能要求的不同，而專門針對(duì)某一類型的機(jī)械設(shè)備特殊需要而單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造的特殊專用電機(jī)，國民經(jīng)濟(jì)的增長為特種電機(jī)行業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

1 特種電機(jī)分類

特種電機(jī)主要分為：新型旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)、非電磁類電機(jī)三類。下面為各種類型的主要種類。

1.1 新型旋轉(zhuǎn)電機(jī)

永磁無刷電機(jī)：無刷電機(jī)的定義：一切具有直流電機(jī)外部特性的采用電子換相的電機(jī)統(tǒng)稱為“無刷電機(jī)”。新型開關(guān)磁阻電機(jī)：開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī)，調(diào)速系統(tǒng)兼具直流、交流兩類調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，是繼變頻調(diào)速系統(tǒng)、無刷直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的最新一代無極調(diào)速系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固，調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能優(yōu)異，且在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)都具有較高效率，系統(tǒng)可靠性高。磁浮電機(jī)：磁懸浮電動(dòng)機(jī)是一種具有軸承支承功能的特殊電動(dòng)機(jī),它在運(yùn)行時(shí),不需要任何獨(dú)立的軸承支承,因此具有無摩擦和磨損,無潤滑油污染,壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)。復(fù)式永磁電機(jī)：復(fù)式永磁同步電機(jī)將2個(gè)盤式電機(jī)的定子與外轉(zhuǎn)子電機(jī)的定子構(gòu)成一體，3個(gè)轉(zhuǎn)子構(gòu)成一個(gè)全封閉的筒形，將定子包圍在其內(nèi)部，它充分地利用了外轉(zhuǎn)子式電機(jī)2個(gè)端面的空間。滾切式電動(dòng)機(jī)：滾切式電動(dòng)機(jī)是一種低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、低轉(zhuǎn)速的交流電動(dòng)機(jī)，它是利用擺線式行星傳動(dòng)原理和氣隙中旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的磁拉力的巧妙組合而工作，無需齒輪減速就能獲得低轉(zhuǎn)速。微波電機(jī)與波導(dǎo)電機(jī)：環(huán)形天線接收的電磁波經(jīng)二極管整流后，通過LC濾波器輸至微波電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子繞組，轉(zhuǎn)子繞組中的電流與定子的馬蹄形磁鐵的磁場作用而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)子帶動(dòng)天線一起旋轉(zhuǎn)，直至天線與電磁波的發(fā)射方向平行，天線不再接受電磁波能量為止。

1.2 直線電機(jī)

直線電機(jī)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。

1.3 非電磁類電機(jī)

超聲波電機(jī)：與傳統(tǒng)電機(jī)相比，它具有以下特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)：低速大力矩輸出；功率密度高；起停控制性好；可實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)；可實(shí)現(xiàn)精確定位；容易制成直線移動(dòng)型馬達(dá)；噪音?。簾o電磁干擾亦不受電磁干擾；需使用耐磨材料(接觸型USM)和高頻電源等。形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器：第一個(gè)特點(diǎn)是小型，重量輕。這是因?yàn)轵?qū)動(dòng)器本身是一種單一合金，動(dòng)作機(jī)構(gòu)簡單。磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器：某些磁性體的外部一旦加上磁場則磁性體的外形尺寸會(huì)發(fā)生變化，利用這種現(xiàn)象制作的驅(qū)動(dòng)器稱為磁致伸縮驅(qū)動(dòng)器。靜電驅(qū)動(dòng)器：利用電荷間的庫侖力作功。應(yīng)用于除塵，靜電類，電子照相等。主要特點(diǎn)是小、微功率，簡單。光驅(qū)動(dòng)器：利用光致伸縮、光吸收而產(chǎn)生磁化的材料。超導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器：采用鈮合金材料，分為盤形轉(zhuǎn)子、液態(tài)轉(zhuǎn)子、圓柱形轉(zhuǎn)子等結(jié)構(gòu)。

2 特種電機(jī)的應(yīng)用

電氣伺服傳動(dòng)領(lǐng)域：在要求速度控制和位置控制(伺服)的場合，特種電機(jī)已在數(shù)控機(jī)床、工業(yè)電氣自動(dòng)化、自動(dòng)生產(chǎn)線、工業(yè)機(jī)器人以及各種軍、民用裝備等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。信息處理領(lǐng)域：信息技術(shù)和信息產(chǎn)業(yè)以微電子技術(shù)為核心，通信和網(wǎng)絡(luò)為先導(dǎo)，計(jì)算機(jī)和軟件為基礎(chǔ)。交通運(yùn)輸領(lǐng)域：汽車電氣設(shè)備配套電機(jī)主要為永磁直流電動(dòng)機(jī)、永磁步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、無刷直流電動(dòng)機(jī)等。家用電器領(lǐng)域：電機(jī)主要品種為：永磁直流電動(dòng)機(jī)、單相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、無刷直流電動(dòng)機(jī)、交流伺服電動(dòng)機(jī)等。消費(fèi)電子領(lǐng)域：電唱機(jī)、錄音機(jī)、VCD 視盤和 DVD 視盤等影音設(shè)備以及高級(jí)智能玩具和娛樂健身設(shè)備配套電機(jī)主要為永磁直流電動(dòng)機(jī)、印制繞組電動(dòng)機(jī)、線繞盤式電動(dòng)機(jī)、無刷直流電動(dòng)機(jī)等。國防領(lǐng)域：軍用特種電機(jī)及組件產(chǎn)品門類繁多，規(guī)格各異，有近萬個(gè)品種，其基本功能有：機(jī)械位置傳感與指示，信號(hào)變換與計(jì)算，運(yùn)動(dòng)速度檢測與反饋，運(yùn)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)與定位，速度、加速度、位置精確伺服控制，計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)及小功率電源等。

結(jié)論：通過本文的分析可知，特種電機(jī)在有助于機(jī)電自動(dòng)化控制的可持續(xù)發(fā)展，為人們的生產(chǎn)生活帶來了更多的便利，實(shí)現(xiàn)行業(yè)領(lǐng)域的智能化及自動(dòng)化發(fā)展。