直流電機的發展與應用前景

趙效輝

（山東工商學院 信電學院，山東 煙臺 264005）

1 國內外直流發電機的研究近況

近幾年，直線電機發展十分迅速，在國外相繼出現了許多直線電機研究室和研究人員。國際上許多電氣企業均在研究和開發相關產品，如美國的Kollmorgen公司和Westinghouse公司，日本三井精機公司，松下和德國的SIEMENS公司等。隨著各種技術的進步和研究的展開，諸多高質量的直線電機產品和科研成果紛紛出現。

1985年，美國Ingersol銑床公司生產了采用永磁同步直線電機的HVM600高速加工中心，最大進給速度達76.2m/min。而在1997年，漢諾威12.EMO展覽會上有20多家公司展出了直線電機傳動裝置，如德Trumpf公司的激光機床，法國Renault automation公司的加工中心等，展出的直線電機最大速度達150～200m/min。這些被稱為最有前途的展品表明，在高速度機床的進給機構中愈來愈多的采用直線電機。

新型磁性材料和控制技術、冷卻方法的出現，為應用經濟高速高動力直線電機創造了條件。如Indramat公司研制了最完整系列的直線電機，包括無罩殼同步直線電機，無罩殼異步直線電機和封閉式異步直線電機。直線電機的控制系統有標準接口，可保證與各種改型的數字變換器和程序控制器的兼容性。

在我國，直線電機的研究和應用發展起步較晚，從20世紀70年代初開始。1972年，浙江大學首先翻譯了《直線感應電動機》譯文集。之后，上海大學、中科院電工所等又編譯了一些直線電機的書籍并出版。受國外直線電機應用潮流的影響，近幾年，國內也涌現了諸多直線電機應用開發單位，主要有中科院電工所、西安交通大學、浙江大學等。在浙江大學、沈陽工業大學等都已有樣機。其中浙江大學成立了全國首家直線電機研究所，取得了許多成果。國內主要研究成果有沖壓機、摩擦壓力機、礦山運輸系統、自動繪圖儀、直線電機驅動門等，部分產品在社會上得到了推廣應用。此外，令人感到欣慰的是2002年底，在上海，磁懸列車試通成功，它每小時的行駛速度最高可達432km。這些都表明國內的直線電機應用研究已經起步，并且在飛速發展。但與國外相比還存在很大的差距。

2 直流電機的應用前景

由于直線電機自身獨特的優勢，更多的國家開展了對直線電機的專題研究，越來越多的相關優質產品出現。相信在不久的將來，直線電機在各個領域必將得到廣泛的應用。

（1）在交通運輸業中。可由直線電機驅動的磁懸浮列車、地鐵等，具有高速、舒適、安全、無污染等優點，將在新興交通輸送工具中發揮重要作用。

（2）在工業中。直線電機在直線傳動和物料輸送等方面具有獨特的優勢，如分揀輸送線、升降機等。在各種工業機床中，也可廣泛使用直線電機代替旋轉電機，主要是利用其速度快精度高的特點，如直線電機驅動的沖壓機、壓鑄機、電火花成形機等。

（3）在民用方面。一些生活用品如家電（空調、冰箱等）、驅動門等都可用上直線電機，日本的日東工器公司制造的A1015-0920直線電機驅動的空氣壓縮機就已經成為一種非常成熟的產品。

（4）在軍事方面。由于直線電機的速度極高，利用這點可將其應用于導彈、火箭和大炮中，這也是完全可能的。直線電機有其獨特的特點，但也有其自身的缺點，在實際應用研究中，應該權衡利弊，選擇能充分發揮直線電機自身優勢的場合。通過直線電機的應用，推動各個領域技術的進步。目前，我們正嘗試將直線電機應用于電火花成形機，通過將直線伺服系統先進的最近技術融入到成熟的電火花加工技術中，從而使電火花成形加工的性能得到較大的提高。

3 結論

直線電機具結構簡單、無接觸、無磨損、噪聲低、速度快、精度高等優點。各種相關產品的推廣成功充分說明了在科學技術飛速發展的今天，直線電機直接驅動模式必將替代傳統驅動模式，在社會生活各個領域得到廣泛的應用。國外在研究應用方面已有相當的成果，因而我們要積極借鑒其成功之處，結合國內實際，努力發展國內直線電機驅動技術，從而促進社會經濟和科學技術的發展。

［1］［美］S.A.納斯爾.直流電機［M］.武漢：科學出版社，1982.

［2］葉云岳.直流電機原理與應用［M］.武漢：機械工業出版社.2000.