电机在生活中的应用
及发展趋势
姓名：张亚超
学号：
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专业：机械设计与制造
日期：2012年12月27日
摘要
电机（Electric machine），是机械能与电能之间转换装置的统称。转换是双向的，大部分应用的是电磁感应原理。由机械能转换成电能的电机，通常称做“发电机”；把电能转换成机械能的电机，被称做“电动机”。其余的还有其他的新型电机出现，比如超声波电机（应用压电效应），就不用电磁感应原理。电机在生活中的应用非常广泛，在家庭中一般属于驱动型电机。驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。家用电动机主要是小功率电机，家庭中凡有转动件的，都是由电机来驱动的，如：空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气压缩机、室内机转页电机等。家用电器的性能与所匹配的小功率电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保；有着密切的关系。
关键词：电机生活应用错误！未找到引用源。
目录
引言 (5)
一、常见电机的分类 (5)
(1)单相感应电机 (5)
(2)单相变极感应电机 (5)
(3)无刷电机 (6)
(4)三相感应调频电机 (6)
(5)开头磁阻电机 (6)
(6)永磁同步水泵电机 (6)
二、常见家电用的电机 (7)
（1）.家用空调器用电机 (7)
（2）.空调机风扇用电机 (7)
（3）.电冰箱用电机 (8)
（4）.压缩机用电机 (8)
（5）.蒸发器风机用电机 (9)
（6）.化霜定时用电机 (9)
（7）.电动风门用电机 (9)
（8）.洗衣机用电机 (9)
8.1波轮式双桶洗衣机用电机 (9)
8.2全自动波轮洗衣机用电机 (10)
8.3全自动滚筒式洗衣机 (10)
（9）.电风扇用电机 (10)
（10）.微波炉用电机 (11)
（11）.吸尘器用电机 (12)
二、家电领域中小电机的发展趋势 (13)
三、电机的发展趋势及研究方向 (13)
（1）电机高性能和轻薄短小化 (13)
（2）无刷化 (13)
（3）组合化 (14)
（3）其他 (14)
参考文献 (16)
引言
电机是家电产品中的重要零部件，电机及其控制技术的发展对家电产品的升级换代起至关重要的作用。本文中，我们将具体探讨家电电机的应用现状和发展趋势。家电电机一般采用Ｂ级或Ｆ级绝缘，应用场合十分广泛。Ｂ级绝缘电机的最高温度为１３０℃。Ｆ级绝缘的最高温度为１５５℃。对电机的性能要求往往包括在相应的家电电器中，例如，洗衣机的能耗标准就包括了对电机的效率要求。用于各种家用电器的电机，一般均为单相电机，属分马力电机的范畴。
现有各种家电电机及其特点
一、常见电机的分类
(1)单相感应电机
单相感应电机尽管各种新型电机层出不穷，目前家电产品中使用最多的仍是单相感应电机，约占市场容量的８０％以上。单相感应电机的结构简单、节能、容易生产成本低、技术成熟、没有电刷、运转噪音不大、寿命长。单相感应电机有自启动能力，但启动时冲击电流，速度与负载大小有关，效率一般，通常在５０％～６０％。罩极电机效率一般低于３０％。
(2)单相变极感应电机
单相变极感应电机在家电电机中，变极电机有一定应用，例如，在北美市场上的搅拌式洗衣机就采用了４／６极双速或４／６／８极三速电容起动电机。在中国国内的波轮式洗衣机则大部分采用４极单速电容运转电机。近年来，才开始出现由艾默生公司提供的４／６极共享绕组双速电容运转电机。
长期以来，滚筒洗衣机大都采用２／１６极或２／１２极独立绕组电容运转电机。目前，单相变极感应电机正在逐渐被串激电机或三相变频感应电机所替代。
(3)无刷电机
无刷直流永磁电机（ＢＬＤＣ）无刷直流永磁电机（ＢＬＤＣ）近年来在家电电机中得到越来越多的应用，如洗衣机、空调、洗碗机等。其优点是高效率与低噪声。与电子控制器相配合可以进行无级调速。日本在采用无刷直流电机上处于领先地位，其空调及洗衣机广泛地使用ＢＬＤＣ。但由于其没有自启动能力，通常不能脱离电子控制器而单独运行。与同样必须带电子控制的开关磁阻电机、三相感应调频电机相比，控制器的价格相差不大。由于这种电机在高速运转时需要进行弱磁控制，因而其应用受到限制。
(4)三相感应调频电机
三相感应调频电机由于三相感应调频电机的生产工艺比较成熟，其运行可靠性高。但是在需要兼顾较大范围速度调节时，其高速时的力矩及低速时的效率会受到限制。
(5)开头磁阻电机
开头磁阻电机开头磁阻电机的特点是转子结构简单，既没有绕组、磁钢，也没有电刷，因此特别适宜于高速及超高速运行，其效率及力矩在大范围调速中可保持较小的变化。缺点是较难控制其噪音，其电子控制器需要特殊的设计。
(6)永磁同步水泵电机
永磁同步水泵电机的特点是泵与电机结合成一体，电机转子为两极环形永磁体，没有电子控制器，靠振动启动，旋转方向不定，效率达６０％～７０％。比传统罩极电机效率提高一倍多，代表了无电子控制器的永磁电机的发展方向
二、常见家电用的电机
（1）.家用空调器用电机
一般家用空调器有窗式、分体挂壁式和柜式3种其所用电机有压缩机电机，风扇电机，调节风向电机和电子膨胀阀电机等,除压缩机外,其他三类电机均为小功率电机1.1压缩机用电机家用空调器中压缩机用电动机额定功率一般为750～2250W压缩机是空调器的心脏,电机的定子绕组直接处于制冷剂和润滑油的混合物中所以对电机的要求很高例如起动转矩大、高效率、低噪声、耐振动和冲击，绝缘材料有较好的化学稳定性(耐氟性能)等，对于目前国内较普遍使用的定频空调器，压缩机采用单相异步电动机3匹及以上空调器则采用三相异步电动机。这类电动机在起动时电流较大、效率较低、最大不足之处是转速不能调节，无法实现快速制冷(或热)室内温度保持恒定是依赖频繁通断电动机来实现，变频空调器可分为交流变频空调器和直流变频空调器。我国市场上大部分产品为交流变频空调器，交流变频空调器的压缩机用的变频电机是三相异步电动机应用变频控制技术控制电动机的转速，使压缩机的制冷量连续可调，空调器的各项性能指标比定频空调器高。例如：可实现软起动，起动电流小，可在低电压下运行(如170V)，可快速制冷(或热);在夜间压缩机低速运行,噪声大为降低，减少电动机通断次数等。产品上了一个档次交流变频空调器可分为二种结构：一种是与定频空调器一样的用毛细管节流；另一种是用步进电机控制的电子膨胀阀节流与压缩机相配合,能精确控制制冷剂流量,以达到控制温度,精度高的目的,直流变频空调器,其压缩机
和风机采用无刷直流电动机,同时也用步进电机控制电子膨胀阀节流与交流
变频空调器相比较,噪声更低,电机效率高,节能更显著,制冷(或热)更快,是
当前性能最好的空调器[1]。
（2）.空调机风扇用电机
室外机风扇电机:主要采用YDK系列空调用单相电容运转钢壳电机，该系列电动机采用钢壳结构，有双轴伸和单轴伸输出，一般额定功率为15～120W。为分体式空调器室外机、柜式空调器和窗式空调器用风机配套而设计的，具有噪音低、可靠性好等特点。室内机风扇电机:主要采用YYW系列空调用单相电容运转塑封电机，一般额定功率为540W。该系列电动机采用特殊的结构设计及工艺技术，使用较好散热性和绝缘性的阻燃塑封材料，将绕线定子整体塑封作而成。该电机具有噪音低、振动小、防潮性好、重量轻、体积小、温升低、可靠性好等特点。该系列电机采用抽头调速或PG测速调压调速两种结构，是家用空调等理想的配套产品室内机转叶电机。主要采用低极式永磁步进电机,由于其结构简单、成本低、便宜、小型化等特点,而广泛应用于空调器领域目前风扇用电机较多采用单相电容运转电动机,有铁壳、铝壳和塑封3种结构。对室内风扇，为了调节风量，常选用抽头调速电动机，也有采用霍尔元件测速闭环调速。对直流变频空调器，多采用无位置传感器的无刷直流电动机驱动风扇，可进行无级调节风量，我国这类电动机功率为几十瓦1.3
空气导向装置用电机和换气用电机在窗式和部分分体式空调器室内机组中,
采用永磁同步电动机或步进电动机来驱动空气导向装置，进行室内气流方向调节，在要求高的空调器中，用无刷直流电动机作动力的换气风扇,把室内空气通过专门管道排出室外，室外新鲜空气自然吸入，增加室内清新空气改善了原来空调房内由于空气不清新对人们带来不适的感觉。
（3）.电冰箱用电机
压缩式电冰箱的制冷原理与空调器基本相同，电机主要用在压缩机，蒸发器和化霜控制等部分。
（4）.压缩机用电机
家用电冰箱压缩机用电机的要求与空调器相同输出功率为65～250W,一般采用单相异步电动机，为了达到节能和快速制冷，降低噪声等要求。
近几年发展了变频电冰箱，压缩机采用无刷直流电动机。
（5）.蒸发器风机用电机
电机驱动风扇使空气流过蒸发器，沿着一定线路进入箱内，使箱内冷空气强制循环，风扇风机为单相罩极异步电动机或单相电容运转电动机，输出功率仅几瓦。
（6）.化霜定时用电机
对自动化霜控制的电冰箱，用带有减速器的永磁同步电动机来周期控制压缩机运行，以达到自动化霜的目的，电动机输出功率一般为10W以下。
（7）.电动风门用电机
电动风门是无霜电冰箱的关键部件之一。无霜电冰箱中的温度控制，主要是通过控制流向各贮藏室中的冷空气流量来控制温度的，而电动是风门通过电脑控制来调节冷气流的流量的。由R134a(R12)为制冷剂的无霜电冰箱，其电动风门采用单相异步电动机驱动例如单相罩极异步电动机，额定功率为12W。由R600a为制冷剂的无霜电冰箱，其电动风门采用直流步进电动机驱动。
（8）.洗衣机用电机
洗衣机的类型较多，现以在我国家使用较多的波轮式和滚筒式洗衣机用电机来进行介绍。
8.1波轮式双桶洗衣机用电机
双桶洗衣机有洗涤桶和脱水桶。洗涤桶用单相电容运转电动机作动力,通过皮带减速带动波轮旋转,且频繁正反转洗涤衣服,电动机额定功率为90～280W。脱水桶也用单相电容运转电动机作动力，只需单方向作高速旋转摔去衣服中水份，电动机额定功率为75～140W。洗涤定时器和脱水定时器常用机械式、电子式或电动式三种。对电动式定时器，则采用单相永磁同步电动机或单相罩极异步电动机作动力源。
8.2全自动波轮洗衣机用电机
全自动波轮洗衣机的洗涤桶与脱水桶套在一起，分为内桶和外桶，使用1台单相电容运转异步电动机实现洗涤与脱水2个功能，即通过控制离合器，分别带动波轮或脱水桶来完成。电动机额定功率为120～250W。全自动洗衣机的程控器有二类，一是电机式程控器，由微型永磁同步电动机作定时器动力;二是先进的微电脑式程控器。
8.3全自动滚筒式洗衣机
这类洗衣机由电动机带动滚筒旋转进行衣服洗涤和脱水。电动机多采用变极双速单相异步电动机，例如2/12极，洗涤时用12极定子绕组，低速运转，脱水时用2极定子绕组，高速运转。也有采用单相串激电动机另外，为了缩短排水时间，一般采用离心式排水泵进行排水。在有烘干功能的滚式洗衣机中，还装有鼓风机洗衣机电机是带负载正反转频繁起动。所以要求起动转矩和最大转矩都更大。近年，变频技术在洗衣中逐步得到应用，使转速连续可调，成为1 台变频洗衣机。用外转子无刷直流电动机直接驱动方式，去除了传统的齿轮或皮带减速机构，使机械噪声和电磁噪声大为减少;它的电机轴线与洗衣机中心轴线重合，有利洗衣机平衡，运行稳定，不摆动。由于转速可调洗衣机对不同质地衣服实现不同转速的洗涤和脱水，衣服洗得更干净，
磨损得到改善。另外无刷直流电动机的效率比单相异步电动机高得多并可实现软起动，起动电流小节约能源。有的也采用变频控制开关磁阻电动机替代单相异步电动机，这种洗衣机具有结构简单、效率高和运行可靠等优点。可见，变频洗衣机是发展方向洗衣机中的定时器用电机采用单相永磁同步电动机。
（9）.电风扇用电机
电风扇是靠电机驱动风叶旋转，使空气加速流动以改善人体与周围空气环境，起到通风凉爽的的电器，家用电风扇按结构可分为台扇、吊扇、换气扇、转页扇，近几年又出现了空调扇(即冷风扇)等；而且目前许多电风扇应用电子技术和微电脑技术正向多功能舒适和高档方向发展，但其主要动力--电机基本上是一样的台扇用电机，台扇用电机多采用单相电容运转电动机输入功率为32～85W，为降低成本，风叶直径较小的台扇也有用单相罩极异步电动机，为了适应人的舒适要求电动机采用电抗器，绕组抽头和电子线路等调速吊扇用电机:采用单相电容运转电动机，全封闭外转子结构输入功率为75～100W这种电机极数为1416或18等转速较慢，以达到安全目的电机采用有多个抽头的电抗器与转换开关进行调速转页扇用电机，转页扇的风扇一般采用单相电容运转电动机驱动，通常用绕组抽头来进行调整转页扇风叶前百叶窗式的导向轮，即格栅,利用导风轮的旋转而改变风向与各方向的风力该导风轮由单相永磁同步电动机经减速后驱动空调扇(即冷风扇)用电机:这种风扇比普通风扇吹出的风温度低，它的原理是，单相罩极异步电动机或单相永磁同步电动机带动水(或冰水)帘布向上缓慢移动再由单相电容运转电动机驱动风扇把水帘布周围有一定湿度的空气吹出这冷风在大热天使人感觉舒适，气候越干热，吹出冷风效果越显著，因有一定湿度，还有净化空气的作用暖风器用电机:暖风器又称热风器，工作时室内冷空气被风扇背后吸入并经电热元件加热后吹出，达到取暖目的。风扇电机多采用单相罩极异步电动机，一般额
定功率为25～40W。有的取暖器在底部安装带有减速器的单相永磁同步电动机，使取暖器能左右往复回转,适合多人或大范围取暖。
（10）.微波炉用电机
家用微波炉是利用频率2450MHz的电磁波来加热食物的厨房器具。微波炉的工作原理是磁控管阴极发射的电子向阳极运动过程中，受磁控管内永磁铁产生轴向磁场的作用，这样电子在电场力和磁场力双重作用下做摆线运动，在谐振腔中振荡而产生2450MHz的微波此微波经波导输入炉腔，加热食物。鼓风机用电机：磁控管在工作时要产生高热需要用鼓风机来冷却,降低温度。鼓风机由单相罩极异步电动机和风扇组成。鼓风机不仅冷却磁控管，也冷却变压器且将热风导入炉腔加热食物，提高了热能利用率，同时也使炉腔蒸汽及烟排出。搅拌器用电机，搅拌器的作用是使炉腔内微波场均匀，从而使得食物均匀加热。搅拌器是用导电性能好、强度高的合金板制成风叶，并由单相罩极异步电动机带动旋转,不断改变对微波的反射角度,以改善炉腔内微波场的分布,从而使食物受热均匀。有的微波炉的炉腔内侧还有小型排风扇,起排风和搅拌作用转盘用电机。有的微波炉不用搅拌器，而在炉腔底部装上转盘，转盘带动食物旋转，相对改变微波场的分布，使食物本身均匀加热。该转盘采用单相永磁同步电动机经齿轮减速驱动,一般转速为5～10r/min定时器用电机：微波炉多采用电动式定时器，采用带减速器的单相永磁同步电动机。功率控制器用电机:有的微波炉的功率控制器与定时器共用1台单相永磁同步电动机驱动。通过功率控制器旋钮带动凸轮轴等机构来控制功率控制器开关的闭合,提供不同档次功率的选择。
（11）.吸尘器用电机
吸尘器按结构可分为立式、卧式和便携式。吸尘器的工作原理是，利用电动机带动叶片高速旋转，在密封的壳体内产生空气负压，吸取尘屑。对电动
机的要求是转速高、转矩大和体积小。家用吸尘器电动机采用单相串激电动机，输入功率100～1200W 转10000～30000r/min。该串激电动机比一般用途的单相串激电动机的机械特性硬些，使得在风路状况发生变化即电动机负载在较大范围变化时，电动机转速变化不大，也就是能保持吸尘器有较好的吸尘性能。便携式吸尘器、车用吸尘器采用永磁直流电动机，便携式吸尘器由干电池供电，额定电压为3V或6V：车用吸尘器由车载蓄电池或发电机供电，额定电压为12V或24V。单相串激电动机和有刷永磁直流电动机的噪声很大，并产生电磁干扰，其噪声达95dB（A）。这是吸尘器最大缺点，所以应用无刷直流电动机替代是发展趋势[2]。
二、家电领域中小电机的发展趋势
家用电器作为耐用消费的一个主要支柱，在世界各国的经济发展中占有越来越重要的地位，这一产业为许多工业国经济发展的腾飞发挥着重要作用。近年来以家用电器为支柱的电子、电气技术得到了高速发展和广泛的应用，它推动着人类生活和生产技术的进程.电机-作为家用电器机电能量转换的核心驱动执行部件，广泛应用于家用电器领域，电机的性能指标有的直接决定了家用电器的性能，也同样决定了家用电器的使用寿命。各类家用电器用小电机的未来发展趋势根据小电机的使用用途的不一致，也不尽相同，手机、BP机等通讯类器具电机、电动玩具电机要求向小型化，薄型化方向发展。计算机外设、办公自动化设备用小电机的发展方向是高速化、高可靠性、低噪声、低振动、长寿命，如硬盘驱动用主轴电机，高速旋转时，执行读写功能的磁头与盘片只有0.1 0.3微米高，光盘驱动器(CDROM)用主轴电机要求在额定负载条件下工作5000个小时，激光打印机电机转速高达1000～3000r/min 分，空调、洗衣机、电冰箱、吸尘器等，家用电器用小电机的发展方向是节能性、低噪声、智能化[2]。
三、电机的发展趋势及研究方向
家电电机产品正在向高性能、轻薄短小化、永磁化、无刷化、机电一体化、智能化和组合化发展。
（1）电机高性能和轻薄短小化
主要是指传统电机产品性能的提高和产品尺寸的缩小。如果电机产品采用永磁材料激磁，特别是采用高性能稀土永磁材料，可大大提高电动机效率，缩小电机体积。
（2）无刷化
主要指发展无刷直流电机，以提高产品的可靠性和寿命。无刷电机已经广泛应用于家用电器，例如在变频空调器中采用无刷直流电机替代异步电动机，效率可明显提高。
（3）组合化
主要是为了适应市场对小型化要求，将角度传感器、速度传感器、电动机、减速器和制动器等根据不同用途组合成一体，发展单元产品，作为整机的一个独立的功能组件或部件，或者发展直接驱动和直线驱动产品。
例如整机采用电机转子直接作为驱动元件，省掉了中间的传动机构，不但使其结构简化，又可以提高系统精度。
（4）其他
电机生产技术向集约化、柔性化、自动化、专业化以及生产协作配套网络化发展。“柔性”可以克服以多品种小批量为特点的微电机生产组织上的困难，生产方式集约化、生产自动化和专业化、生产协作配套网络化则可以使以大批量生产为特点的微电机实现规模化经济。此外，电机的设计会有效
地利用系统软件把设计分析、设计综合、优化紧密地联系起来，还将信息管理、图形显示、专家系统等有机地联系起来，构成一个新的集成软件体系，计算越来越精确。
电机效率的提高对家电产品用能的减少有决定性作用，因此，在中国“十一五”规划提出单位国内总产值能源消耗降低２０％左右的目标的大背景下，如何使电机效率更高更节能，已经成为电机发展最重要的方向。国家发展和改革委员会编制的中期能源节约规划中已经将永磁电机视为节能推广产品。产各种永磁无刷直流电机和交流变频电机。他们不但积累了经验而且也打开了国外市场。有专家认为，随着国家能效标识管理制度的不断完善，市场对高效电机产品会逐渐接受，对于空调用电机的替代将会有步骤地进行。高效电机的替代有望首先在空调压缩机电机上进行。与单相异步电机相比，永磁无刷直流电机在相同的额定功率和额定转速下，假设单相异步电机的体积、重量和原材料为１００％，永磁无刷直流电机的体积为３８％，重量为３４．８％，用铜量为２０．９％，用铁量为３６．５％，效率提高１０％以上。此外，永磁无刷直流电机还可以根据用户使用要求，做成外转子或内转子结构。对于今后永磁无刷直流电机的发展，也有专家表示，为了尽可能提高效率，永磁无刷直流电机永磁体采用烧结钕铁硼。中国具有丰富的钕铁硼永磁材料资源，因此前景看好。广东威灵电机制造有限公司的技术人员告诉记者，三相感应调速电机的功率较大，因此更适用于洗衣机电机，而直流无刷永磁电机不容易实现大功率，则适合用在空调风扇上。据了解，目前空调风扇用电机还主要是单相异步电机。从生产角度来说，单相异步电机可分为塑封和铁壳两种。据三江电机有关技术人员介绍，由于塑料不可以降解，不利于环保回收，容易遇到贸易壁垒。企业技术人员均表示，单相异步电机产品已经没有太多创新，未来将是直流无刷永磁电机的天下。相对于空调用电机，洗衣机电机领域的新技术应用相对较多。从洗衣机技术来看，目前洗衣
机电机有单相电容运转电机、单相异步电机、变极双速单相异步电动机、单相串激电动机、三相感应调速电机、直流无刷永磁电机等几种。据艾默生（中国）电机有限公司有关负责人介绍，在未来市场中，三相感应调速电机和直流无刷永磁电机都将成为未来的发展方向，据悉，三相感应调速电机具有噪声较小、寿命较串激电机长，可靠性高的优势。直流无刷永磁电机则可用于不同类型的洗碗机，洗衣机和空调中，由于其高效率，市场占有率将会不断提高。而且工艺较串激电机和三相感应调频电机简单一些。
参考文献
[1] 燕来荣 . 在现代家用电器中电机的应用和商机[J].电器技术,65
[2] 燕来荣 . 在现代家用电器中电机的应用和商机[J].电器技术,66
[3] 燕来荣 . 在现代家用电器中电机的应用和商机[J].电器技术,68
电 机及 发未 展来 历趋 史势 班级：水动0901班学号：200981250220 姓名：马学
电机发展历史及未来趋势 【摘要】本文对电机的发展历史及未来做简要分析，结合电机发展特点，对未来的趋势进行预测和构想。 1.电机发展历史 1949年全国总装机184.83万千瓦,全国仅有为数不多的电机修理厂;1958年上海电机厂造出世界上第一台双水内冷发电机(汪耕院士);1999年中科院电工所(顾国彪院士1958年开始 研究)东方电机厂(饶芳权院士)合作用蒸发冷却改装成功李家峡 400MW 水轮发电机的4 号 发电机;2003年已达3.9亿千瓦,为1949年的211倍,形成了以上海,哈尔滨及四川东方三大发电设备制造集团为骨干的制造企业群.但人均装机容量不到0.3千瓦,我国年人均用电量仅相当于世界水平的 1/3 . 我国中小型电机有一定生产规模的企业有300多家，生产的电机产品有300多个系列．近l 500个品种。1997年我国中小型电机产量约为25 288MW，1998年约为42 505MW，1999年约为42 O00MW。电动机出口量约l为7 O00MW。可以看出1998年较1997年电机产量有较大的提高，到I999年电机产量略有下降，企业负债持续攀升．效益不断下滑，行业整体形势有所下降。但随着改革开放的深人，国家宏现政策的调整以及市场需求的推动，我国电机产品由劳动密集型、资源密集型向高附加值和高技术含量的产品转移，出口产品结构也逐步趋向于市场化和台理化。我国300多个中、小型电机企业大
多集中在沿海地区西部地区的企业寥寥无几，在国家开发西部的大好机遇里对电机行业的发展提供了一个发展的机会。另外我国加入WTO后可将国内一部分富裕的电机生产能力转移到国外击，也是发展的一条出路。在国际市场上，电机是机电产品的重要组成部分之一，每年的贸易额约35亿美元中、小型电机行业单机出口产品主要为交流电动机、交流发电机及直流电动机。目前我国常年为出口生产的厂家达40家左右，出口的地区及国家达60多个，主要分布情况是东南亚最多，其次是欧洲及美国、日奉、加拿大等国。据中、小电机行业近80个企业调查．产品出口产量为1996年3 917．4MW，1 9 9 7年4 6 3 8MW 、1 9 9 8年4456MW。据海关统计：中、小型电机出口量为1996年3 768MW 、1997年4 532~1W、1998年6 721MW 和1999年7 O00MW。中．小型电机出门产量占当午辛年产量的10％左右，大约创汇分别为1．I4亿美元、1．56亿美元、1．85亿美元和2．2亿美元。约占世界贸易额的3％～5％，份额很小。由此可以看到中、小型电机的发展还是有很大发展空间的。 据统计，我国电机耗电占全国耗电量的60%以上，其中小型三相异步电机耗电约占35%，所以在我国开发推广高效电机是提高能源利用率的重要措施之一，也符合国际发展趋势。 我国目前已具备了生产高效电机的技术条件，但由于市场条件不够成熟，产量和市场容量都较小。1999年高效电机国内市场占有率仅2%，2000年为4.7%；2001年也只有6.5%，其中70%以上为出口。
课程名称：电力传动与控制 学院：电控学院 专业：导航、制导与控制姓名：马生涛 学号：2015132040 指导教师：王飚 完成时间：2016-7-18
摘要 交流异步电动机是一个高阶非线性、强耦合的多变量系统,如果忽略其非线性、多变量、强耦合的条件，近似求出线性单变量动态结构，然后采用直流调速系统的分析及设计方法得到的控制系统动态性能往往不高。要设计具有优良动态性能的异步电动机调速系统，必须要了解异步电动机动态数学模型。为了使分析简化，常采用坐标变换的方法加以改造。本文在此基础上利用仿真软件MATLAB/SIMULINK建立一个通用的仿真模型。
目录 1 引言 (4) 2 三相异步电动机动态数学模型 (4) 2.1 异步电动机动态数学模型 (6) 2.2 坐标变换 (8) 2.3 三相-静止两相变换(3s/2s变换) (9) 2.4 静止两相-旋转正交变换(2s/2r变换) (10) 2.5 静止两相坐标下的动态数学模型 (12) 2.6 旋转正交坐标下的动态数学模型 (13) 3 三相异步电动机仿真模型建立 (14) 4 仿真分析 (18) 4.1 电动机空载启动和空载运行有关特性曲线 (18) 4.2电动机带负载起动运行有关特性曲线 (19) 5结语 (19)
1 引言 稳态数学模型的异步电动机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速，然而，对于高动态性能的对象，稳态数学模型就不满足要求了，因此对于的异步电动机的动态数学模型的设计就很有必要，但是由于异步电动机的非线性，强耦合以及多变量性，必须设计一套高动态调速系统，为了使分析简化，采用坐标变换的方法设计出简化动态数学模型，并用MATLAB进行仿真实现。 2 三相异步电动机动态数学模型 (1) 异步电机变压变频调速时需要进行电压和频率的协调控制，有电压和频率两种独立的输入变量。在输出变量中，除转速外，磁通也得算一个独立的输出变量。因为电机只有一个三相输入电源，磁通的建立和转速的变化是同时进行的，为了获得良好的动态性能，也希望对磁通施加某种控制，使它在动态过程中尽量保持恒定，才能产生较大的动态转矩。由于这些原因，异步电机是一个多变量（多输入多输出）系统，而电压（电流）、频率、磁通、转速之间又互相都有影响，所以是强耦合的多变量系统，可以先用下图来定性地表示： 图1 异步电机的多变量、强耦合模型结构 在异步电机中，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通得到感应电动势，由于它
WORD格式 电机行业国内外研究现状及发展趋势 1、现状 国外公司注重新产品开发，在电机的安全、噪声、电磁兼容等方面很重视。国外的先进水平主要体现在电机的可靠性高，寿命长，通用化程度高，电机效率不断提高，噪声低，重量轻，电机外形美观，绝缘等级采用F级和H级，而且也考虑电机制造成本的降低等国内虽有部分产品已达90年代初的国际水平，但相当部分的产品可靠性差，重量重，体积大和噪声大，综合水平只相当于80年代初期国际水平，其主要原因是制造工艺落后，关键材料的质量和品种不能满足要求，科研和设计工作没有跟上，科研投入少，新产品开发资金匮乏，企业技术创新能力较弱。 2、电机行业发展趋势 新型、特种电机仍将是与新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法联系最密切；发展最活跃；也最富想象力的学科分支，并将进一步深入渗透到人类生产和生活的所有领域之中。随着人类生活品质的不断提升，绿色电机的概念已经提出并被人们所接受。虽然这个概念目前还是抽象的，但从环保角度看，低震动；低噪声；无电磁干扰；有再生利用能力以及高效率；高可靠性是一些最起码的要求，这对电机的设计制造和运行控制，尤其是原理；结构；材料；工艺等，无疑是一种新的挑战。此外，随着工业自动化的不断发展，智能化电机或智能化电力传动的概念也被越来越多的人们所认可。这种智能化包含两个方面的内容：其一是系统所具有的控制能力和学习能力，另一方面就是电机的容错运行能力，既要求研制所谓容错型电机。容错型电机的定义还不太确切，其基本要求就是以安全为前提，允许电机在故障和误操作情况下的容错运行，直至故障消除或系统自动控制恢复。这对于传统的电机运行观念，无疑也是一个严峻的挑战。 需要特别强调的是，近代科学技术，特别是计算机技术对电机学科的影响是巨大的，意义是深远的。电机的传统内涵已经发生着极大的变化，研究内容拓宽了，研究方法改进了，研究手段也丰富了。新的观念在形成，新的交叉学科在产生，老学科确实重新焕发了出了生机和魅力。近年来，围绕带电机以及其系统的各类控制设备和计算机应用软件的研制方兴未艾，并已构成电机学科新的发展方向。电机与电力电子技术的结合使得现代电力传动系统的分析必须将电机与系统以及电力电子装置揉成一个整体，由此可形成所谓的“电子电机学”。传统电机学以路（电路；磁路；热路；风路）；集中参数；均质等温体，刚体等概念分析处理电机，视电机为系统中的一个元件，若可将之称为“宏观电机学”的话，那么，从综合物理场的角度；用计算 机手段分析处理电机的理论和方法体系就可以称之为“微观电机学”。此外，在我国，“电力电子与电力传动”已经发展称为一门学科。 专业资料整理
文献检索 径向磁通开关磁阻电机的发展历史及趋势 姓名 学号825 所在学院电气与电子工程学院 专业班级12电气7班 日期2014年12月26日
一、开关磁阻电机发展简介 开关磁阻电机是80年代初随着电力电子、微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种新型调速驱动系统，具有结构简单、运行可靠及效率高等突出特点，成为交流电机调速系统、直流电机调速系统和无刷直流电机调速系统的强有力的竞争者，引起各国学者和企业界的广泛关注。跨国电机公司Emerson电气公司还将开关磁阻电机视为其下世纪调速驱动系统的新的技术、经济增长点。目前开关磁阻电机已广泛或开始应用于工业、航空业和家用电器等各个领域。 1970年，英国Leeds大学步进电机研究小组首创一个开关磁阻电机（Switched Reluctance Motor, SRM）雏形，这是关于开关磁阻电机最早的研究。1972年，进一步对带半导体开关的小功率电动机（10w～1kw）进行了研究。到了1975年有了实质性的进展，并一直发展到可以为50kw的电瓶汽车提供装置。1980年在英国成立了开关磁阻电机驱动装置有限公司（SRD Ltd.），专门进行SRD系统的研究、开发和设计。1983年英国（SRD Ltd.）首先推出了SRD系列产品，该产品命名为OULTON。1984年TASC驱动系统公司也推出了他们的产品。另外SRD Ltd. 研制了一种适用于有轨电车的驱动系统，到1986年已运行500km。该产品的出现，在电气传动界引起不小的反响。在很多性能指标上达到了出人意料的高水平，整个系统的综合性能价格指标达到或超过了工业中长期广泛应用的一些变速传动系统。 从上世纪90年代国际会议的上有关SRD系统的文章来看，对SRD系统的研究工作已经从论证它的优点、开发应用阶段进入到设计理论、优化设计研究阶段。对SR电机、控制器、功率变换器等的运行理论、优化设计、结构形式等方面进行了更加深入的研究。 二、开关磁阻电机的分类 按气隙磁通方向分类方法将开关磁阻电机分为两类：径向磁通开关磁阻电机和横向磁通开关磁阻电机。这里，着重分析径向磁通开关磁阻电机。 1、径向气隙磁通 发电机依靠转子对定子的相对运动来发电，在定子与转子之间的间隙称为气隙。在传统电机结构中，定子在外围，转子在中间旋转，见图1右图，定子与转
三相感应电动机起动动态过程仿真软件的开发及应用
摘 要：本文利用MATLAB 语言强大的计算功能和计算结果可视化功能，对电动机起动动态过程进行仿真软件的开发，通过对一台投入使用中的电机进行起动动态过程的仿真，并对其结果进行分析。 关键词：感应电动机，软件开发，动态仿真 Abstract : Using the calculating and consequence visualization functions of MATLAB ，this article developed a simulation softwares for start dynamic processes of motor ，simulated dynamic processes for one working motors and analysised the consequences. Key words : Induction Motor ，Software Development ， Dynamic Analysis 随着科学技术的不断发展，电机已成为提高生活效率和科技水平以及提高生活质量的主要载体之一，这就要求我们对电机的运行特性有进一步的了解与掌握。本文主要针对感应电动机的起动动态过程进行仿真软件开发及仿真。 1 仿真软件开发 将电机的数学模型与MATLAB 语言的功能相结合，来编制电机在起动工况下的动态仿真软件。在simulink 中建立感应电机的仿真模型，随后在MATLAB 的工作空间调用龙格-库塔函数，即可得到电机在起动条件下的仿真结果，再应用plot( )命令，得到感应电机的起动仿真曲线。仿真程序流程图如图1所示。 对仿真软件的开发，主要可分为以下几个步骤： 1.1参数的选定 为了编制程序的方便（包括界面可视性效果）及验证程序的正确性，首先选定一台由我公司制造的已知电机作为原型机，用其参数进行仿真软件的开发及模拟。 输入的参数包括：额定功率1800=N P KW ，额定转速1491/min N n r =，定子绕组接线系数0=k （星接），定子绕组相电 阻Ω=08999.0s R ，转子绕组相电阻Ω=10999.0r R ，定子绕组相漏抗Ω=0858.0ls X ，转 子 绕 组 相 漏 抗 Ω=1405.0lr X ，定 子 绕 组 激 磁 电 抗 Ω=2895.3m X ，转子外径m D 65.02=，铁芯 长m L t 83.0=，转动惯量24.113m Kg J m ?=，旋转阻力系数rad s m N Roma /0225.0??=，定子绕组每相串联匝数1801=ω，定子绕组系数936.01=ωK ，转子槽数472=Z ，电机极对数 2=p ，额定电压V U N 6000=，频率Hz f 50=。 输出的数据包括：不同的时间t 时，定、转子的三相电流A i 、B i 、C i 、a i 、b i 、c i ； 转子导条电流、电机转速及电磁转矩等数据。
电机在生活中的应用 及发展趋势 姓名：张亚超 学号： 班级： 专业：机械设计与制造 日期：2012年12月27日 摘要
电机（Electric machine ），是机械能与电能之间转换装置的统称。转换是双向的，大部分应用的是电磁感应原理。由机械能转换成电能的电机，通常称做“发电机”；把电能转换成机械能的电机，被称做“电动机”。其余的还有其他的新型电机出现，比如超声波电机（应用压电效应），就不用电磁感应原理。电机在生活中的应用非常广泛，在家庭中一般属于驱动型电机。驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。家用电动机主要是小功率电机，家庭中凡有转动件的，都是由电机来驱动的，如：空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气压缩机、室内机转页电机等。家用电器的性能与所匹配的小功率电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保；有着密切的关系。 关键词：电机生活应用错误!未找到引用源。 目录 弓丨言 (5) 一、常见电机的分类 (5) (1)单相感应电机 (5) (2)单相变极感应电机 (5) (3)无刷电机 (6)
(4)三相感应调频电机 (6) (5)开头磁阻电机 (6) (6)永磁同步水泵电机 (6) 二、常见家电用的电机 (7) (1).家用空调器用电机 (7) (2).空调机风扇用电机 (7) (3).电冰箱用电机 (8) (4).压缩机用电机 (8) (5).蒸发器风机用电机 (9) (6).化霜定时用电机 (9) (7) ................................................................................................................ .电动风门用电机. (9) (8).洗衣机用电机 (9) 8.1波轮式双桶洗衣机用电机 (9) 8.2全自动波轮洗衣机用电机 (10) 8.3全自动滚筒式洗衣机 (10) (9).电风扇用电机 (10) (10).微波炉用电机 (11) (11).吸尘器用电机 (12)
我国微电机的发展史 我国微电机行业创建于20世纪50年代末期，从为满足国防武器装备需要开始，经历了仿制、自行设计和研究开发的阶段，至今已有40余年的发展历史，已形成产品开发、规模化生产和关键零部件、关键材料、专用制造设备、测试仪器配套的完整的工业体系。据统计，我国微特电机生产及配套厂家在1000家以上，从业人员超过10万人，工业总产值超过100亿元。微特电机行业已成为国民经济和国防现代化建设中不可缺少的一个基础产品工业。 自20世纪80年代以来，微特电机的国内需求在不断增长。我国已引进50余条生产线，实现25个大类、60个系列、400 个品种、2000个规格微特电机大批量、规模化生产。主要产品是有刷永磁直流电动机、小功率交流电动机、交直流串激电动机、罩极电动机、步进电动机、振动电机（手机用）等。1999年我国微特电机产量约30亿台，其中民营和国企的产量约2.5亿台，独资企业的产量约12亿台，香港地区的产量约14亿台（德昌公司12亿台），台湾地区的产量约1.8亿台。2000年生产量约39亿台，占全球总产量的60％。技术含量高的微特电机，如精密无刷电动机、高速同步电动机、高精度步进电动机、片状绕组无刷电动机、高性能伺服电动机以及新原理新结构超声波电动机国内尚未形成商品化或批量生产能力。所以国内对高精密微特电机还依赖进口。据海关统计，1995－2000年年均用汇增长26.9％，2001年虽然增幅降至14.81％，还达11.97亿美元。 我国自1995年至2000年微特电机出口年均创汇增长18.6％，2001年比2000年减少6.02％。受美国“9.11”事件的影响，美国、日本经济受到严重挫折全球经济不景气，是2001年出口减少的主要因素。2001年出口创汇在5000万美元的企业有6家。青岛三美电机有限公司14134万美元，天津三美电机有限公司12450万美元，珠海三美电机有限公司10803 万美元，东芝华强三洋马达有限公司9955万美元，万宝至马达大连有限公司9690万美元，珠海松下马达有限公司8082万美元，三协精机（福建）有限公司7271万美元。 丽水是国内工业微电机和家用缝纫机马达生产中心，年产100万台电机和50多万套马达。近年来，通过产业的改造和提升，丽水微电机在技术和产品结构上确立了新的比较优势，把竞争对手瞄准日本的“兄弟”，“松下”、“三菱”等知名企业，把目标市场转向长期被日本和台湾厂商垄断的欧美市场。丽水的几家微电机龙头企业相继投巨资搞技改，陆续推出高技术含量的新产品，提升产品档次。“方正电机”与浙江大学联合开发成功变频调速交流伺服机电，不仅填补了国内空白，技术性能指标达到国际先进水平，迅速占领了欧美市场。目前，“方正电机”等3个龙头企业的产量占了丽水微电机总产量的90％。每年“龙头”后面都连接着100多家配件加工企业，形成了长长的“产业链”，据不完全统计，除丽水本地外，丽水微电机在外地的联营配件厂还有200多家。 我国多年来由于重视制造技术提高与改造，特别是引进了先进技术和设备，微电机行业目前已经初步具备了现代化大规模生产的特点，主要集中在家用电器用交流单相电动机和直流有刷电动机。估计国内市场用于电风扇、洗衣机、冰箱、空调和小家电产品等家用电器的交、直流微型电动机年产量约2亿台；用于各种影音装置，激光视盘机等方面的有刷直流电动机年产量约2.5亿台；用于汽车电器的直流微电机约6000万台；用于计算机及外围设备的有刷和无刷直流电机超过1亿台。上述用途电机产量约占中国微电机市场总需求量的60%。另一方面，高档精度微电机，如无刷直流电动机、步进电动机、无磁芯电动机、盘式绕组电动机等需求急剧增加。此外，汽车、医疗器械与仪器仪表、照相机、玩具等产业对微电机的需求也在逐年增加，但与其他用途产品比较，增加速度较慢。 虽然中国成为微电机生产大国，但是技术水平与工业发达国家相比，仍有较大差距。中国微电机产量约占世界总产量的60％以上，但是民营企业产品档次低，独资企业的产品虽属于中
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程学术报告 课程名称：电机与电器学科最新发展动态设计题目：电机驱动技术的发展现状及前 景展望 姓名：王胤燊 学号：11S006014 指导教师：梁维燕院士邹继斌教授 杨贵杰教授翟国富教授时间：2012.7.10 哈尔滨工业大学
电机驱动技术的发展现状及前景展望 王胤燊 （哈尔滨工业大学电气工程系，黑龙江哈尔滨150001） 摘要：一个多世纪以前电动机的发明使其成为工业革命以后的主要驱动力之一。它在各种机械运动中的广泛应用使生活变得简单并最终推动了人类的进步。逆变器的出现推动了交流电机速度和转矩控制的发展，这使得电机在仅仅30年就应用到了不可思议的领域。功率半导体元件和数字控制技术的进步使得电机驱动具有了鲁棒性并且能够实现高精度的位置和速度控制。交流驱动技术的应用也带来了能源节约和系统效率的提高。这篇文章回顾了交流电机逆变技术的发展和应用中所起的作用，并介绍了电机驱动技术的发展前景。未来更有效更强劲的电机驱动技术的发展对于实现不污染电网系统和提高生产力这样的节能环保型驱动很重要。 PRESENT STATE AND A FUTURISTIC VISION OF MOTOR DRIVE TECHNOLOGY W ANG Yinshen, (Dept of Electrical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China) Abstract：One of the main driving force behind the industrial revolution was the invention of the electric motor more than a century ago. Its widespread use for all kinds of mechanical motion has made life simple and has ultimately aided the advancement of human kind. The advent of the inverter that facilitated speed and torque control of AC motors has propelled the use of electric motor to new realms that was inconceivable just a mere 30years ago. Advances in power semiconductors along with digital controls have enabled realization of motor drives that are robust and can control position and speed to a high degree of precision. Use of AC motor drives has also resulted in energy savings and improved system efficiency. This paper introduces some futuristic vision for the motor drive technology. The development of more efficient, more powerful electric motor drives to power the demands of the future is important for achieving energy savings, environmentally harmonious drives that do not pollute the electrical power system, and improving productivity. 1引言 电机本体及其控制技术在近几年取得相当大的进步。这要归功于半导体技术的空前发展带来的电力电子学领域的显著进步。电机驱动产业发展的利处已经触及各种各样的设备，从大型工业设备像钢铁制造厂、造纸厂的轧钢机等，到机床和半导体制造机中使用的机电一体化设备。交流电机控制器包括异步电机控制器和永磁电机控制器，这两者在电机驱动业的全过程中起着关键性作用。图1所示为电流逆变器（异步电机控制器）和交
运动控制论文 课题：异步电动机数学模型和电压空间矢量PWM控制技术研究 姓名：xxxxxxxxx 专业：电气工程及自动化 班级：电097 学号：0912002167 日期：2013年3月30日
摘要 由于直流调速的局限性和交流调速的优越性,以及计算机技术和电力电子器件的不断发展,交流异步电动机变频调速技术正在快速发展之中。目前广泛研究应用的交流异步电动机调速技术有恒压频比控制方式，矢量控制，直接转矩控制等。本论文中所讨论的异步电动机调速技术叫做空间矢量脉宽调制方法(SVPWM)。相对于直接转矩控制,它有可连续控制,调速范围宽等显著优点。 本文首先对交流异步电动机的数学模型的建立进行了详细的分析和阐述，通过对交流异步电动机的动态电磁关系的分析以及坐标变换原理概念的介绍，逐步引出了异步电动机的数学模型和在不同坐标系上的数学模型表达方程式，指出了异步电动机的模型特点是一多变量、强藕合的非线性系统。采用MATLAB /SIMULINK软件包,实现异步电动机动态数学模型的仿真。仿真研究显示,该方法简洁、方便、实时交互性强,能充分融合到其它控制系统中,并具有良好地扩展性。 其次阐述了异步电动机电压空间矢量PWM控制技术的原理和矢量变换方法实现的步骤，据交流电机坐标变换及矢量控制理论提出了异步电机在任意同步旋转坐标系下仿真结构图的建模设想,得出了一种按转子定向磁场下的动态结构图,利用该结构图可以方便的构成电机的仿真模型,进行仿真计算。然后运用MATLAB软件搭建模型进行仿真分析，结果表明电机有良好的稳、动态性能。 通过对仿真软件的应用也表明在进行复杂系统设计时运用仿真工具对设计进行仿真分析是行之有效的方法，可以提高系统设计效率，缩短系统设计时间，并能够较好的进行系统优化。经试验表明，空间电压矢量调制的方法正确可行， 可调高电压利用率和系统精度。 关键词：异步电动机；矢量控制；数学模型；仿真
第四章 交流绕组的共同问题 一、填空 1. 一台50Hz 的三相电机通以60 Hz 的三相对称电流，并保持电流有效值不变，此时三相 基波合成旋转磁势的幅值大小 ，转速 ，极数 。 答：不变，变大，不变。 2. ★单相绕组的基波磁势是 ，它可以分解成大小 ，转 向 ，转速 的两个旋转磁势。 答：脉振磁势，相等，相反，相等。 3. 有一个三相双层叠绕组，2p=4, Q=36, 支路数a=1，那么极距τ= 槽，每极每相槽 数q= ，槽距角α= ，分布因数1d k = ，18y =，节距因数1p k = ,绕组因数1w k = 。 答：9，3，20°，0.96，0.98，0.94 4. ★若消除相电势中ν次谐波，在采用短距方法中，节距1y = τ。 答：νν1- 5. ★三相对称绕组通过三相对称电流，顺时针相序（a-b-c-a ）,其中t i a ωsin 10=，当Ia=10A 时，三相基波合成磁势的幅值应位于 ；当Ia =-5A 时，其幅值位于 。 答：A 相绕组轴线处，B 相绕组轴线处。 6. ★将一台三相交流电机的三相绕组串联起来，通交流电，则合成磁势 为 。 答：脉振磁势。 7. ★对称交流绕组通以正弦交流电时，υ次谐波磁势的转速为 。 答：νs n 8. 三相合成磁动势中的五次空间磁势谐波，在气隙空间以 基波旋转磁动势的转 速旋转，转向与基波转向 ，在定子绕组中，感应电势的频率为 ， 要消除它定子绕组节距 1y = 。 答：1/5,相反，f 1,45τ 9. ★★设基波极距为τ，基波电势频率为f ，则同步电机转子磁极磁场的3次谐波极距 为 ；在电枢绕组中所感应的电势频率为 ；如3次谐波相电势有效值为E 3，则线电势有效值为 ；同步电机三相电枢绕组中一相单独流过电流时，所产生的3次谐波磁势表达式为 。三相绕组流过对称三相电流时3次谐波磁势幅值为 。 答：3τ，3f,0,3F cos3cos x t φπ ωτ,0 10. ★某三相两极电机中，有一个表达式为δ=F COS （5ωt+ 7θS ）的气隙磁势波，这表明： 产生该磁势波的电流频率为基波电流频率的 倍；该磁势的极对数为 ；在空间的转速为 ；在电枢绕组中所感应的电势的频率为 。 答：5，7p,s n 75，15f 二、选择填空
1．变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路．原线圈在原线圈电路中相当于一用电器．副线圈在副线圈电路中相当于电源． 2．远距离输电示意图中涉及三个电路，在中间的远距离输电线路中升压变压器的副线圈、导线、降压变压器的原线圈相当于闭合回路的电源、电阻、用电器． 1．(多选)(2019·山东泰安市3月第一轮模拟)如图1，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡P和Q.当输入电压U为灯泡额定电压的8倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是() 图1 A．原、副线圈匝数比为1∶7 B．原、副线圈匝数比为7∶1 C．此时P和Q的电功率之比为7∶1 D．此时P和Q的电功率之比为1∶7 2．(多选)(2019·四川广元市第二次统考)如图2所示，一小型发电机与理想变压器连接给两只完全相同的灯泡P、Q供电，电流表A为理想电表，线圈和导线的电阻不计，开关S闭合时两灯泡正常发光．保持其他条件不变，开关由闭合到断开．则() 图2 A．电流表的示数不变，P中电流的频率变为原来的2倍 B．电流表的示数变为原来的一半，P中电流的频率不变 C．带动发电机线圈转动的外力的功率变小，且P灯亮度不变 D．带动发电机线圈转动的外力的功率变大，且P灯变亮 3．(多选)(2020·广东深圳市调研)如图3所示，理想变压器原副线圈匝数之比为1∶2，正弦交流电源电压为U＝12 V，电阻R1＝1 Ω，R2＝2 Ω，滑动变阻器R3最大阻值为20 Ω，滑片P 处于中间位置，则()
图3 A．R1与R2消耗的电功率相等 B．通过R1的电流为3 A C．若向上移动P，电源输出功率将变大 D．若向上移动P，电压表读数将变大 4．(多选)(2019·湖北4月份调研)如图4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝2∶1，输入端接在u＝302sin 100πt(V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R＝10 Ω，电表均为理想电表．下列说法正确的是() 图4 A．当R1＝0时，电压表的读数为30 V B．当R1＝0时，若将电流表换成规格为“5 V 5 W”的灯泡，灯泡能够正常发光 C．当R1＝10 Ω时，电流表的读数为1.2 A D．当R1＝10 Ω时，电压表的读数为6 V 5．(2020·重庆一中月考)调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图5所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，当滑动触头P转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则() 图5 A．当滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表读数变大 B．当滑动变阻器滑片向下滑动时，电流表读数变小 C．当变压器滑动触头P逆时针转动时，M、N之间的电压变大 D．当变压器滑动触头P顺时针转动时，变压器输出功率变大 6．(2019·河南名校联盟高三下学期2月联考)在海外旅游时，某游客从J国带回一把标有“110 V60 Hz880 W”的电咖啡壶，该电咖啡壶利用电热丝加热．在我国，为使电咖啡壶能正常工作，需要通过变压器与市电相连．下列说法正确的是()
重庆大学电机学（1）课堂测验三 2011~2012学年第一学期 考试方式： 测验日期： 2011.12.16 时间： 45 分钟 一、 单项选择题（每小题2分，共20分） 1．一个p 对极的三相交流线圈，两个有效边在空间的电角度为170°，则其 对应的机械电角度为 D 。 A ．170°； B ．p×170°； C ．2p×170°；D ．170°/p ； E ．170°/2p 。 2．m 相交流绕组定子槽数为Q ，极对数为p ，则极距等于 B 。 A ．Q /p ；B ．Q/(2p)；C ．Q/(2pm)；D ．Q/(pm)。 3．交流绕组的基波绕组因数通常为 A 。 A ．<1； B ．>0； C ．=1； D ．>1。 4．m 相双层短矩分布交流绕组，其每相最大并联支路数为 D 。 A ．p ；B ．p×m ；C ．2p/m ；D ．2p 。 5．一个整距线圈产生的磁动势波形为 B 。 A ．正弦波； B ．矩形波； C ．阶梯波； D ．尖顶波。 6.一个极相组线圈产生的基波合成磁动势波形为 A 。 A ．正弦波； B ．矩形波； C ．阶梯波； D ．尖顶波。 7．三相感应电动机2p=8，接到频率为50Hz 的电网上，定子三相对称电流 产生的基波合成磁动势转速为 B 。 A ．600转／分； B ．750转／分； C ．1000转／分； D ．1500转／分。 8．单相绕组通以单相正弦交流电流产生的基波磁动势为 B 。 A ．恒定磁动势； B ．脉振磁动势； C ．圆形旋转磁动势； D ．椭圆形旋转磁动势。 9．已知线圈的节距y 1=5τ/6，则该线圈的基波节距因数为 C 。 A ．sin30°； B ．sin45°； C ．sin75°； D ．sin90°； E ．sin108°。 10．一台Ｙ接法的三相感应电动机，定子绕组一相断线时，它所产生的基波 磁动势是 D 。 A ．恒定磁动势； B ．脉振磁动势； C ．圆形旋转磁动势； D ．椭圆形旋转磁动势。 二、 填空题（每空2分，共20分） 1．交流绕组构成的主要原则是使合成电动势的波形要接近于正弦形，幅值要大。 2．对于p 对极的整距交流线圈，其两个线圈边在空间相距的机械角度为 180°/p ，电角度为 180°。 3．在三相对称绕组中通入三相对称电流，产生的基波合成磁动势为圆形旋转磁动势，其幅值取决于绕组设计和电流大小，转速取决于电流频率和极对数，转向取决于电流相序和绕组布置。 4．一个脉振磁动势可以分解为两个圆形旋转磁动势，它们的旋转方向相反，幅值是脉振磁动势最大幅值的 1/2 。 5．单相绕组基波磁动势的幅值为0.9Nk w1I φ/p ；在空间上按余弦规律分布， 其轴线位置固定不动，脉振的频率为电流的频率。 6．基波绕组因数的物理意义是既考虑绕组短距、又考虑绕组分布时，整个绕组的合成电动势所须的总折扣。 7．变压器相绕组的电动势计算公式为E φ=4.44fN 1φm ，交流旋转电机单相绕组的电动势计算公式为 E φ=4.44fN k w1φ1，两者的主要差别在变压器中N 1表示一相绕组的实际匝数，交流电机N k w1表示一相绕组的等效匝数 和变压器φm 表示主磁通幅值，交流电机φ1表示每极磁通量。 三、 简答题（每小题12分，共24分） 1．一台频率为50Hz 的三相交流电机，通入频率为60Hz 的三相对称电流，如电流的有效值不变、相序不变，试问三相合成基波磁动势的幅值、转速和转向是否会改变？试说明原因。（12分） 答： (1) 三相合成磁动势基波幅值 1 1 1.35 w Nk F I p φ= I φ不变，故三相合成磁动势基波幅值F 1不变。 (2) 转速 学院电气工程学院专业、班年级 2009 学号姓名 公平竞争、诚实守信、严肃考纪、拒绝作弊 封 线 密
摘要 在现代社会中，电能是现代社会最主要的能源之一。在电能的生产、输送和使用等方面，电机起着重要的作用。从19世纪30年代法拉第发明了世界上第一台真正意义上的电机—法拉第圆盘发电机开始，到现在21世纪10年代，电机的发展已经经过了近200年的历史。从最初的直流电机到现在大热的超声电机，随着科学的进步，生产力的迅猛发展，电机更新换代的速度日益加快，应用范围也越来越广，遍及生产生活的各个领域。我国在电机方面起步比西方国家晚了100年，但研究发展速度很快，很多企业和高校也都有自己新的研究技术，与国外先进国家的差距在逐渐缩短。未来，相信电机的应用和发展将会更加环保，更加智能。 关键词：电机、历史、发展、中国电机发展、未来
1、电机的简介 电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。电机主要包括发电机、变压器和电动机等类型。发电机是将其他形式的 能源转换成电能的机械设备，电动机将电能转换成为机械能，用来驱动 各种用途的生产机械。 在自然界各种能源中，电能具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，它不但成为人类生产和活动的主要能源，而且对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。与此相呼应，作为电能生产、传输、使用和电能特性变化的核心装备，电机在现代社会所有行业和部门中也占据着越来越重要的地位。 纵观电机的发展，其应用范围不断扩大，使用要求不断提高，结构类型不断增多，理论研究也不断深入。特别是近30年来，随着电力电子技术和计算机技术的进步，尤其是超导技术的重大突破和新原理；新结构；新材料；新工艺；新方法的不断推动，电机发展更是呈现出勃勃生机，其前景是不可限量的。 2、电机的历史 2.1直流电机发展史 1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流磁效应 随后安培通过总结电流在磁场中所受机械力的情况建立了安培定律 1821 年 9 月法拉第发现通电的导线能绕永久磁铁旋转以及磁体绕载流导体的运动，第一次实现了电磁运动向机械运动的转换，从而建立了电动机的实验室模型，被认为是世界上第一台电机 1822年，法国的阿拉戈.盖.吕萨克发明电磁铁，即用电流通过绕线的方法使其中铁块磁化。 1829年，美国电学家亨利对斯特金电磁铁装置进行了一些革新，绝缘导线代替裸铜导线，就大大提高了把电能转化为磁能的能力。 1826年德国G.S.欧姆提出电路实验定律――欧姆定律。 1831 年，法拉第发现了电磁感应现象之后不久，他又利用电磁感应发明了世界上第一台真正意义上的电机──法拉第圆盘发电机
新能源汽车驱动电机发展趋势【干货】
新能源汽车驱动电机发展趋势 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 随着全球汽车电动化渗透率的不断提高，驱动电机行业将会迎来整体规模的迅速扩张。在这一过程当中，具备规模效应和技术优势的第三方电机制造商将有机会迅速扩大市场份额，收获业绩的大幅增长。 全球驱动电机市场趋势 根据估测，随着全球汽车电动化快速推进，新能源汽车电机系统市场将随之快速扩张，市场规模有望从2015年的$23亿增长到2030年的$318亿。 新能源汽车电机系统主要包括电动机和逆变器两部分，虽然同其他大部分汽车零部件一样，这两部分部件长期都面临降价压力，但是由于新能源汽车总量的上升，行业总体还是具备较大上升空间。我们预期到2030年市场规模年均增速将在18%-20%左右。
系统单价方面，电机系统整体往高功率方向发展的同时也带来了装配价格的提升。 根据估测，在中性假设条件下，2030年电动车销量将达到2000万台，约占当年乘用车总销量的16%-18%。然而，如果放到乐观情景下，即电池价格大幅下滑，且环保政策更加严厉的条件下，电动车销量增长的速度有可能大幅上升，我们预期在乐观情况下新能源汽车年销总量有可能达到3000万台的水平，约占当年汽车销量的25%-27%。 预计单电机混动车的功率需求大约在30kw左右(平均价格约$200-$300)，双电机插电混功率约为50-100kw(平均价格$800-$1000)，纯电动车的电机功率约为200kw(平均价格$1000-$1500)。 电动机市场情况
基于MATLAB交流异步电机矢量控制系统建 模与仿真 摘要：在分析异步电机的数学模型及矢量控制原理的基础上,利用MATLAB，采用模块化的思想分别建立了交流异步电机模块、逆变器模块、矢量控制器模块、坐标变换模块、磁链观测器模块、速度调节模块、电流滞环PWM调节器,再进行功能模块的有机整合,构成了按转子磁场定向的异步电机矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明该系统转速动态响应快、稳态静差小、抗负载扰动能力强,验证了交流电机矢量控制的可行性、有效性。 关键词：交流异步电机，矢量控制，MATLAB 一、引言 交流电动机由于动态数学模型的复杂性，其静态和动态性能并不是很理想。因此在上世纪前期需要调速的场合下采用的都是直流电动机，但是直流电动机结构上存在着自身难以克服的缺点，导致人们对交流调速越来越重视。从最初的恒压频比控制到现在的直接转矩控制和矢量控制，性能越来越优良，甚至可以和直流电机的性能相媲美。 本文研究交流异步电机矢量控制调速系统的建模与仿真。利用MATLAB中的电气系统模块构建异步电机矢量控制仿真模型,并对其动、静态性能进行仿真试验。仿真试验结果验证了矢量控制方法的有效性、可行性。 二、交流异步电机的矢量控制原理 矢量控制基本思想是根据坐标变换理论将交流电机两个在时间相位上正交 的交流分量，转换为空间上正交的两个直流分量，从而把交流电机定子电流分解成励磁分量和转矩分量两个独立的直流控制量,分别实现对电机磁通和转矩的控制,然后再通过坐标变换将两个独立的直流控制量还原为交流时变量来控制交流电机,实现了像直流电机那样独立控制磁通和转矩的目的。 由于交流异步电机在A-B-C坐标系下的数学模型比较复杂,需要通过两次坐标变换来简化交流异步电机的数学模型。一次是三相静止坐标系和两相静止坐标系
微特电机及其发展趋势 AP1008331谢志恒 1.引言 微特电机是指原理、结构、性能、作用等与常规电机不同，并且体积和输出功率都很小的电机。一般地，微特电机的外径不大于130m m，功率在数百毫瓦和数百瓦之间。在军事、民用的各种现代化装备及其控制系统中得到广泛的应用，如火炮控制、导弹制导、飞机自动驾驶、数控机床、无梭织机控制、工业缝纫机控制、遥测遥控、音像设备、自动化仪表及计算机外围设备等，都大量使用了各种微特电机[ 1 ]。 如今，在实际应用中，微特电机已由过去简单的起动控制、提供动力的目的，发展到对其速度、位置、转矩等的精确控制，特别是工业自动化、办公自动化和家庭自动化方面，几乎都采用了电机技术、微电子技术和电力电子技术等相结合的机电一体化产品。电子化是微特电机发展的一个必然趋势。 2.微特电机的应用领域 现代的微特电机技术综合了电机、计算机、控制理论、新材料等多项高新技术，正从军事、工业走向日常生活。因此，微特电机技术的发展要与支柱产业和高新产业的发展需求相适应。 微特电机主要应用于以下几个方面： 2 . 1 家电用微特电机 为了不断满足用户要求和适应信息时代的需求,实现节能化、舒适化、网络化、智能化，甚至网络家电(信息家电) ,家电的更新换代周期很快,对为其配套的电机提出了高效率、低噪声、低振动、低价格、可调速和智能化的要求。家用电器用的微特电机占微特电机总量的8 %：包括空调机、洗衣机、电冰箱、微波炉、电风扇、吸尘器、脱排水机等。全世界每年需求量在4 . 5～5 亿台(套) ,此类电机功率不大,但是种类繁多。 家电用微特电机的发展趋势有： ①永磁无刷电动机将逐步替代单相异步电动机； ②进行优化设计、提高产品的质量和效率； ③采用新结构、新工艺,提高生产效率。 2 . 2 信息处理设备用微特电机 信息处理设备用微特电机占29 %：包括信息输入、存储、处理、输出、传导等环节，其中也包括通信设备。全世界每年需要1 5 亿台(套)，主要有永磁直流电机、无刷直流电机、步进电机、微型同步电机等。微型计算机(P C 机) 年产量2 0 0 0 年约1 亿台,2 0 0 5 年预计 2 亿台,为其配套的关键部件微电机需求量大,要求越来越高。这类电机绝大部分是精密永磁无刷电动机和精密步进电机。 它们的特点和发展方向是： (1)高投资类产品 这类电机对转速的稳定度和转轴的跳动度要求非常之高,所以这类电机是先进制造技术和新兴电力电子技术结合的高技术、高投资类产品,国际上一般集中在大公司开发和生产。 (2) 小型化、片状化 为了满足信息产品小型化和随身携带的需求,对其配套电机提出了小型化,片状化的要求。 (3) 高速化 随着计算机外设存储密度的不断提高，要求为其配套的电机转速应在8000r/min之上。 2 . 3 汽车用微特电机[ 2 ] 汽车用微特电机占13 %，包括起动发电机、刮水器电机、空调及冷却风扇用的电机、电动速度表电机及摇窗电机、门锁电机等。2000 年世界汽车产量约5400 万辆,平均每辆汽车需用15 台电机,则全球需要8 . 1亿台。