直流电机的发展与应用前景

赵效辉

（山东工商学院 信电学院，山东 烟台 264005）

1 国内外直流发电机的研究近况

近几年，直线电机发展十分迅速，在国外相继出现了许多直线电机研究室和研究人员。国际上许多电气企业均在研究和开发相关产品，如美国的Kollmorgen公司和Westinghouse公司，日本三井精机公司，松下和德国的SIEMENS公司等。随着各种技术的进步和研究的展开，诸多高质量的直线电机产品和科研成果纷纷出现。

1985年，美国Ingersol铣床公司生产了采用永磁同步直线电机的HVM600高速加工中心，最大进给速度达76.2m/min。而在1997年，汉诺威12.EMO展览会上有20多家公司展出了直线电机传动装置，如德Trumpf公司的激光机床，法国Renault automation公司的加工中心等，展出的直线电机最大速度达150～200m/min。这些被称为最有前途的展品表明，在高速度机床的进给机构中愈来愈多的采用直线电机。

新型磁性材料和控制技术、冷却方法的出现，为应用经济高速高动力直线电机创造了条件。如Indramat公司研制了最完整系列的直线电机，包括无罩壳同步直线电机，无罩壳异步直线电机和封闭式异步直线电机。直线电机的控制系统有标准接口，可保证与各种改型的数字变换器和程序控制器的兼容性。

在我国，直线电机的研究和应用发展起步较晚，从20世纪70年代初开始。1972年，浙江大学首先翻译了《直线感应电动机》译文集。之后，上海大学、中科院电工所等又编译了一些直线电机的书籍并出版。受国外直线电机应用潮流的影响，近几年，国内也涌现了诸多直线电机应用开发单位，主要有中科院电工所、西安交通大学、浙江大学等。在浙江大学、沈阳工业大学等都已有样机。其中浙江大学成立了全国首家直线电机研究所，取得了许多成果。国内主要研究成果有冲压机、摩擦压力机、矿山运输系统、自动绘图仪、直线电机驱动门等，部分产品在社会上得到了推广应用。此外，令人感到欣慰的是2002年底，在上海，磁悬列车试通成功，它每小时的行驶速度最高可达432km。这些都表明国内的直线电机应用研究已经起步，并且在飞速发展。但与国外相比还存在很大的差距。

2 直流电机的应用前景

由于直线电机自身独特的优势，更多的国家开展了对直线电机的专题研究，越来越多的相关优质产品出现。相信在不久的将来，直线电机在各个领域必将得到广泛的应用。

（1）在交通运输业中。可由直线电机驱动的磁悬浮列车、地铁等，具有高速、舒适、安全、无污染等优点，将在新兴交通输送工具中发挥重要作用。

（2）在工业中。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。

（3）在民用方面。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，日本的日东工器公司制造的A1015-0920直线电机驱动的空气压缩机就已经成为一种非常成熟的产品。

（4）在军事方面。由于直线电机的速度极高，利用这点可将其应用于导弹、火箭和大炮中，这也是完全可能的。直线电机有其独特的特点，但也有其自身的缺点，在实际应用研究中，应该权衡利弊，选择能充分发挥直线电机自身优势的场合。通过直线电机的应用，推动各个领域技术的进步。目前，我们正尝试将直线电机应用于电火花成形机，通过将直线伺服系统先进的最近技术融入到成熟的电火花加工技术中，从而使电火花成形加工的性能得到较大的提高。

3 结论

直线电机具结构简单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等优点。各种相关产品的推广成功充分说明了在科学技术飞速发展的今天，直线电机直接驱动模式必将替代传统驱动模式，在社会生活各个领域得到广泛的应用。国外在研究应用方面已有相当的成果，因而我们要积极借鉴其成功之处，结合国内实际，努力发展国内直线电机驱动技术，从而促进社会经济和科学技术的发展。

［1］［美］S.A.纳斯尔.直流电机［M］.武汉：科学出版社，1982.

［2］叶云岳.直流电机原理与应用［M］.武汉：机械工业出版社.2000.