如何提高磁材瓦片的加工工艺_百度知道
如何提高磁材瓦片的加工工艺
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永磁无刷直流电动机应用概况56
永磁无刷直流电动机应用概况；山东大学电气工程学院；（２５ｏｏ６１）；溥宋伟杨玉波；摘要与传统的直流电机相比．无刷直流电动机具有优越；概述；直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发；展起来的，它是以法拉第的电磁感应定律为基础，而又；特司等人试制成功借助数字式环分配器和过零鉴；别器组合来实现换流的无附加位置传感器的直流无刷电；在外面的定子上，这样，热阻较小，容易散
永磁无刷直流电动机应用概况山东大学电气工程学院（２５ｏｏ６１）冀溥宋伟杨玉波摘要与传统的直流电机相比．无刷直流电动机具有优越的性能，在许多领域得到了广泛应用，有逐步取代其它电机的趋势。本文对无刷直流电机的应用和发展情况进行了综述。叙词无刷直流电动机应用发展１概述直流无刷电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，它是以法拉第的电磁感应定律为基础，而又以新兴的电子技术、数字技术为后盾，具有很强的生命力。１９５５年，美国Ｄ?哈利森等人首次申请用晶体管换向电路代替电动机电刷接触的专利，即无刷直流电机的雏形。经过多年努力，在２０世纪８０年代前后，又试制成功了借助光敏二极管实现换流的直流无刷电机。在德国Ｎ．米斯格林提出采用电容移相换流的方法基础之上．Ｒ?哈尼特司等人试制成功借助数字式环分配器和过零鉴别器组合来实现换流的无附加位置传感器的直流无刷电机。无刷直流电动机主要包括永磁电动机本体、控制电路和位置检测三部分组成，其转子由永磁体组成，定子上存在着多相绕组【１］。无刷百流电动机的最大特点，就是没有换相器和电刷组成的机械接触机械。加之它通常采用永磁体为转子。没有激磁损耗；发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上，这样，热阻较小，容易散热。因此无刷直流电动机没有换相火花，没有无线电干扰，寿命长，运行可靠，维护简便。此外，它的转速不受换相的限制，若采用空气轴承或磁悬浮轴承，可以在每分钟高达几十万的转速中运行。无刷直流电动机的运行特性与有刷赢流电动机极为相似，有着良好的伺服控制性能，因而已经被广泛地应用。－３２．万　方数据２应用概况２．１在汽车中的应用汽车上用直流无刷电动机的场合目前主要有车轮驱动、空调器压缩机、空调器鼓风机、净化器、抽气机。２．Ｉ．１汽车净化器用无刷直流电机汽车净化器多采用直流无刷电动机带动离心式风叶，以排出污浊空气。电动机本体是根据电机电路方案来确定，常用二相桥式换相驱动电路。内定子绕组可以较方便地绕在铁心齿上。电机做成外转子式结构，定子和定子绕组放在转子内部。换相驱动电路采用专用集成电路（ＡＳＩＣ），电路简单，并有控制保护功能。２．１．２汽车空调用无刷直流电动机开发低电压大电流型汽车空调用无Ｗ《直流电动机可以解决原有刷直流电动机噪声大、寿命短及维护困难的缺点，提高电机运行性能。其额定电压为１２Ｖ，由于结构受到限制，给无刷直流电动机的设计增加了困难。定子冲片为１２槽结构，由丁二是低电压大电流型，为了保证电流密度不敛过高，采用双线并绕，以减小导线直径；转子为表面永磁体粘贴式４极结构，永磁体选用稀土永磁材料钕铁硼，由于钕铁硼的剩磁和矫顽力都很高，充磁方向短．因此永磁体采用径向瓦片式。选用霍尔元件作为位置传感器。安装在电机端盖内表面，位置传感器磁场为轴向磁场ｆ２】。２．１．３汽车驱动用无刷直流电动机目前车辆驱动用电动机类型大致可分为四类：直流电动机、交流电动机、无刷直流电动机、磁阻电动机等，文献口ｌ对他们进行了综台评价，认为无刷直流电动机具有明显的优势。电动汽车的四个轮子分别由四个独立的轮式《电机技术》２００３（４）电动机直接驱动．采用逆变器进行电子换向，取消机械换向器和电刷，这种结构便于高速运行且在更换胎时不影响电动机本体。采用取消齿轮、直接驱动的外转子式电动机，是当今国际上车辆驱动用电动机中较为先进的方案。但是由于外转子式电动机的设计与车辆的车轮结构设计有直接紧密关系．因此，在目前国内外研制样车经费少，时间紧的情况下．许多厂家基本选用内转子式无刷直流电动机口】。图１为装有内转子永磁无刷直流电动机的电动轮，车胎与内转子相连。图２为装有外转子永磁无刷直流电动机的电动轮胎与外转子相连。图Ｉ电动轮（带永磁内转于）图２外转子式无刷直流ｒⅡ动机此外，盘式永磁无刷赢流电动机低速下力矩火，在电动车辆中能够赢接驱动前轮或后轮，从而省去了机械变速装置。具有轴向结构紧凑、安装方便、噪音低、运行可靠和无级调速等特点。其气隙磁场为轴向，定子绕组为辐射形排列的导体组成，转子由扇形的永磁体呈Ｎ，Ｓ交替形式安装在盘式磁轭中。该电机的关键制造技术在于盘式《电机技术》２００３（４）万　方数据绕组的成形技术，其工序复杂，周期长，为提高生产效率．可以将作为绝缘填充材料的环氧树脂改用热固材料，采用加热模压工艺。２２在电动自动车中的应用在电动自行车上应用的无刷直流电动机通常制成盘式电动机，安装在车轮的轮毂内，轮毂由辐条与车圈连接，直接带动车轮转动。定子是由定子铁心，电枢绕组及其引出线，传感元件及其引出线，定子支架，轴等部分组成。定子铁心一般做成多对极多个槽数，以满足大力矩、低转速的要求。定子绕组的形式和多相的永磁同步电动机类似，它在实现能量转换过程中起着重要的作用。绕组相数多取三相，并采用Ｙ型连接，三相绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件连接，即为三相半控驱动方式。另一类广泛用于电动自行车的是外转子永磁无刷直流电动机，目前圈内研制出的外转子永磁无刷直流电动机大多采用多极多槽、扁平结构。无刷直流电动机应用于电动自行车，与有刷直流电动机相比具有以下优势：（１）寿命长、免维护、可靠性高。在有刷直流电动机中，电刷和换向器磨损较快，一般工作１０００小时左右就需要更换电刷。另外其减速齿轮箱的技术难度较大，特别是传动齿轮的润滑问题，是目前有刷方案中比较大的难题。所以有刷电机就存在噪声大、效率低、易产生故障等问题。（２）效率高、节能。一般而言，因无刷直流电动机没有机械换向的磨擦损耗及齿轮箱的消耗，以及谓速电路损耗，效率通常可高于８５％，但考虑到实际设计中的最高性价比，为减少材料消耗，一般设计为７６％，而有刷直流电动机的效率由于齿轮箱和超越离合器的消耗，通常在７０％左右ｈ因此无刷直流电动机的优势很明显。２３在电起动摩托车中的应用目前电起动摩托车Ｊ二的起动电机和磁电机是２台各自独立的电机。起动电机为有届《永磁直流电动机，工作转速高（６ｏｏＯ～１４０００ｒ／ｍｉｎ），需经减速机构和超越离合器与发动机曲轴相连；磁电机Ｅ轮永磁转子与发动机曲轴直接相连，起到了发．３３电和给发动机点火系统提供点火触发信号的作用。使用２台电机，发动机结构复杂，超越离合器打滑时会严重影响摩托车的起动特性；起动电机通过电刷换向，电刷磨损严重，需要经常维护。直流２．４在家用电器中的应用、近年来的变频式空调机中使用了多台能无级调速的永磁无刷直流电动机，无论是压缩机拖动，还是在风机、加湿机中，都逐步采用无刷直流电无刷起动磁电机是将直流无刷起动电机与磁电机合二为一，井将电子换向技术应用于起动电机，它省掉了减速机构和超越离台器，有效地简化了发动机结构，提高了运行可靠性，将成为今后的发展主流【５】＿直流无刷起动磁电机为内定子及飞轮永磁外动机拖动方式。由于环境恶劣（！ｔｌｌ压缩机内部），采用无刷直流电动机（省去位置传感器，而直接从电动机３根驱动线获得转子位置信号的驱动与控制，利用微处理器来产生逆变器栅极触发信号）可以提高机械可靠性，叉可降低成本。经过汇能电子集团公司和清华大学的共同努力，在美国ＡＤ公司的积极支持下，汇能电子集团公司已经开始小批量生产采用新型嵌入式ＤＳＰ的直流无刷电机无位转子结构，其结构示意图如图３所示：置传感器的高性能变速传动控制装置一ＨＲＦ―ｌ型ＢＬＯＣ变频控制器系列产品（如图４），并在变频电泳箱ＢＬＤＣ调速系统中得到了验证，获得了很好的实验结果。据美国通用电气公司（ＧＥ）预测，在制冷器具中用无刷电机取代传统的异步电动机，其效率可以提高２０％，全美国１年节电可达２２０万图３直流无刷起动醛电机结构示意图ｋＷｌ６１。飞轮永磁外转子与发动机曲轴固定在一起，飞轮内腔均匀地粘贴有６块Ｎ、Ｓ极相间的能在较高温度条件下工作的高磁性能的钕铁硼磁瓦。飞轮端面均匀粘贴有３块用作位置传感器的弧形钕图４变额电冰箱控制系统图铁硼永磁体，从端面看去极性一致均为Ｎ极。飞轮外周设计有－Ｊｊ，凸台，飞轮每旋转１周小凸台与此外，在新一代热水器、吸尘器、洗衣机、电触发器上的铁制凸台相对扫过１次，引起触发器内部永磁磁路磁通变化在触发器内部线圈内感应出一个交变电势，此电势用作发动机点火系统的触发信号。电机内定子铁心由０．３５ｒａｍ冷轧硅钢片叠压铆接在一起，再经电镀塑料绝缘处理后，绕制Ｙ接的直流无届Ⅱ起动电机三相绕组及单相发电绕组，浸漆烘干后用螺杆固定在电机法兰底座上。底风扇、搅拌器中使用无刷直流电机可以实现多功能自动操作，提高家电产品的自动化程度和效率。总之，该领域的市场需求潜力很大．在家电产品中无刷电机大有取代交流电动机的趋势。２５在工业自动化设备领域的应用如工业缝纫机用无刷直流电动机，其优点为可以实现正反转．快速启动与制动（１００ｍｓ），定位精度高，过载能力大．振动低，同时实现工业缝纫机的自动返缝、自动割线和自动挑线３个自动控制功能。３自动功能是通过电磁阀通断加以控座上还安放着焊接有３个开关型霍尔元件的用作位置传感器的弧形印刷电路板。直流无刷起动磁电机的Ｙ接三相绕组与三相半桥驱动电路连接。位置传感器上的３个开关型霍尔元件发来的位置信号经过处理后控制三相半桥驱动电路导通与关断，实现直流无刷起动磁电机电子换向ａ制的，同时电磁阀的吸合动作又必须与针位置同步，为了实现针位同步，设计了一个针位传感器来控制，针位传感器有３个输出信号．上针位、下《电机技术》２００３（４）．３４．万方数据　针位、切线电磁阀同步信号，这３个信号送到计算机８０３１后，就实现了３自动控，僚ｆＪｔ”。目前我国研制成功了ｍ２ｍｍ直流无刷电动机，与国际同类电磁型微电机相比，在总尺寸相近的条件下具有更大的力矩与效率；与静电型微电机相比，其力矩高出几个数量级；为解决微型机器人的动力源打好了基础。此外，在高档数控加工设备、工业智能机器人、自动化生产流水线、自动纺织、包装、冶金等，采用无刷直流电机可以满足机械设备的高精度、高效率、高性能的要求。一些要求精确控制速度和位置的轻工机械中大多也采用无刷电动机。２６在精密电子设备和器械中的应用如骨科医疗器械由于手术的需要，要求其动力系统能在较宽的范围连续变速，以适应铣缝、钻孔、锯等种场合的要求。而现有骨科医疗器械用驱动电机是单相交直流串励电机及电压调节器，其缺点是噪声大；由于电刷和换相器的存在，致使手术前无法消毒，给手术的效果造成一定的影响；同时需要定时更换电刷及电机维护。而应用无刷直流电机作为驱动系统后，具有低噪音、宽范围调速、体积小、重量轻等优点［８】。另外在计算机硬，软盘驱动、录象机鼓驱动、激光打印机、复印机、卫星上太阳能帆板驱动、仪用通风机、血液分析仪、医护监控设备等领域的应用正在逐步取代有刷电机。该类无刷直流电动机尺寸小、加工精度高，属于技术密集型，其需求量巨大，目前主要由发达国家提供。２７其它领域无刷直流电机还广泛用于其它领域，如航空工业中美国制成驱动航天飞机升降副翼用的１２．６ｋＷ、９０００ｒ／ｍｉｎ稀土永磁无刷直流电动机，效率为９５％，仅重７．６５ｋｇ；军事国防设备中的电传动装甲车辆和鱼雷大功率无刷直流电动机；稀土永磁无刷直流无齿电梯曳引机；稀土永磁无刷直流发电机等。３发展首先，无刷直流电动机应该迸一步改进的问《电机技术》２００３（４）万　方数据题是转矩脉动。特别是在要求运行平稳，高精度，调速范围广是突出问题。为了改进性能，研究人员在不断的开发各种无刷直流电动机。如盘式电机、无槽电机、无刷直流力矩电动机、无刷直流有限转角电动机、无刷直流直线电动机、低惯量无刷直流电动机等等【９】。美国的Ｊ．Ｙ．Ｈｕｎｇ博士等人，利用定子电流谐波的最优权重的设计方法，通过电流调节器等装置有效减少了电磁转矩及齿槽引起的转矩波动。其次，目前在无刷直流电动机中常用的位置传感器有霍尔元件、光电管、电磁式位置传感器和索尼磁性二极管（ＳＭＤ）等。由于位置传感器的存在，不但增加了无刷直流电动机总体的体积和重量。而且增加了容易发生故障的控制环节。为ｒ进一步提高现代无刷直流电动机总体的性能价格ｋｇ＊ｌｔ运行可靠性，最近研究人员正致力于研究取消位置传感器，利用无刷直流电动机运行时，各相绕组本身存在的反电势作为转子位置的反馈信号代替原有位置传感器的作用，参与无刷直流电动机的闭环控制运行。再次，一套良好的无刷直流电动机的电子线路必须满足工作稳定可靠，功耗小、寿命长、成本低等要求。为了提高无刷直流电动机总体的运行效率，目前认为采用脉宽调制的手段（ＰＷＭ）实现电机恒流控制的方法最有效、效率最高。控制电路中引入单片机后，就可以很方便地进行换相控制和转速调节，来实现成本最低，总体性能价格比最高㈤。再次，要改进无刷直流电动机的设计和加工制造工艺。电机性能的改进离不开新材料、新技术的应用，首先是永磁材料性能的提高。目前我国永磁材料生产厂家只能提供高磁能积单向磁化的块状磁铁和环形轴向磁化的磁铁。要进一步研制和采用磁性能更好，温度特性更佳，防锈特性更强的稀土材料。在导电材料上，国外已经普遍采用了无氧铜线，它的电阻率更小，硬度小，下线方便，但目前国内应用尚小。此外．绝缘材料、高速运行时的轴承以及部分结构材料的塑料化等都是很有意义的课题。在加工技术方面首先应该．３５．提到的是充磁技术，应该保证气隙磁场形状，保证性能，还有加工的一致性、精确度、高效等【９】。由于永磁电机磁路结构设计对于是否充分利用所选用永磁材料的磁性能和便于永磁材料零的加工、粘接与充磁，提高永磁电机的性能价格比至关重要。因此在设计无刷永磁电机时要充分考虑到上述两点。４结论相对于其它类型电动机，无刷直流电动机有着更优越的性能。被广泛应用于日常生活和军事国防设备等，具有良好的应用前景。但还存在许多问题需要解决，需要进一步研究。参考文献叶金虎．徐思海，施民生等无刷直流电动机ＩＭＩ科技出版社，】９９２２３最后，研制新型无刷直流电动机。如智能无刷直流电动机【９］（ＳｍａｒｔＢＬＤＣＭｏｔｏｒ），它是将电动机、编码器（传感器）、功率放大器、电源、可编程控制器、网络管理器等功能块组台在一起，形夏长亮等汽车空谓无刷直流电动机设计研究微电机，１９９９（３）眉瓶电动车驱动用无刷直流电动机系统的设计微特电机，１９９７（３）４陆伟无刷直流电动机在电动自行车上的应用苏州大学学报（工科版）．２００２（４）陈益广摩托车用直流无日９起动磷电机的设计微电机，２０００（６）李旭春等直流无刷电机ＤＳＰ控制器的开发及其在变频电冰箱中的应用变频技术＋２０００（９）周赞韬缝纫机用无刷直流电动机及其控制系统的研制伺曝技术微电帆．１９９８（６）李声晋压疗器槭用稀土永磁无刷直流调速系统撒电机，１９９５（４）曲家骐展望２】世纪的无届Ⅱ直流电动机微特电机，１９９９（４）（收稿日期：２００３４）３坩４）成一个整体。智能电机系统中，要求尽量数字化，５这样许多硬件工作都由软件完成。这样的组合能减少７０％的电子元器件，彼此的连接也省掉了，所６７有变换都在一个机体内实现，这样就可以大大减少故障，提高可靠性，降低成本，减少体积。智能电机的研究，实际上就是将电机技术、电机的８９ＩＯ丁志刚无刷直流电动机的研究和开发进展微电机，２０００（１）第一作者冀溥男１９８０年生硕士研究生控制技术和电子技术相结合的研究。ｉ蒜欢迎订阅上海市优秀科技期刊《电机技术》《电机技术》系上海市电机技术研究所主办的以电机制造应用技术为主的技术性科技期刊，主要报道国内外电机制造领域的科研成果，新技术，新工艺，新设备，新材料研究应用情况，现有：电机设计，技术交流，绝缘专题，双革四新，电机试验，电动车研究，经验交流以及行业动向和市场信息等内容。本刊为大１６开本，内文６４页，每册单价５．３０元，全年２１．２０元，国内外公开发行，季刊（每季末当月１７日出版），请向当地邮局订阅。邮发刊号：４－３３０，国际刊号：ＩＳＳＮｌ００６－２８０７，国内刊号：ＣＮ３１－１２８８／ＴＭ，广告许可证：３１０１０９４００００２４号。欢迎订阅，欢迎刊登广告。１．１ｋ／卜匀ｌｆ日干耳口Ｉ）《电＋＇１７几技术ｕ／／编辑部ｉ强耄主要爱磊耄羹薹羹美羹冀主姜量＊姜兰冀羹诋。巳羹强强羹讯擞．３６．《电机技术》２００３（４）万方数据　包含各类专业文献、文学作品欣赏、生活休闲娱乐、各类资格考试、高等教育、专业论文、行业资料、永磁无刷直流电动机应用概况56等内容。　
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磁铁的基本常识及如何选择磁铁
&&& 磁场：（国际电工委员会IEC的定义）电磁场的组成部分，采用磁场强度H和磁通密度B表示其特征。（我国国家标准定义）磁场是一种场，其特征可在场内运动着的带电粒子所受的力来确定，这种力源于粒子的运动及其所带电荷。&&&& 磁滞回线：铁磁体从正向至反向，再至正向反复磁化至技术饱和一周，所得到的B与H的闭合关系曲线称为磁滞回线。&&&& 剩磁Br、 UoMr或 4πMr ：永磁体从磁化至技术饱和并去掉外磁场后，所保留的Mr、UoMr或 4πMr或Br，分别称为剩余磁化强度，剩余内禀磁感应强度和剩余磁感应强度，它们统称为剩磁。&&&& 矫顽力：Hcb、 Hcj 使磁化至技术饱和的永磁体的B（磁感应强度）降低至零所需要的反向磁场强度称为磁感矫顽力，同理，使内禀磁感强度UoM或Mr降低至零所需的反向磁场强度称为内禀矫顽力。&&&& 最大磁能积：(BH)max 退磁曲线上任何一点的B和H的乘积即Bm、 Hm和（BH）代表了磁铁在气隙空间所建立的磁能量密度，即气隙单位体积的静磁能量，由于这项能量等于Bm与Hm的乘积，因此称为磁能积，磁能积随B而变化的关系曲线称为磁能曲线，其中一点对应的Bd和Hd的乘积有最大值，称为最大磁能积。&弯曲点Hk：通常将内禀退磁曲线上的点Bi=0.9Br相对应的磁场称为弯曲点磁场Hk，Hk越大意味着内禀退磁曲线的方形度越好。&&&& 剩磁温度系数（αBr） 温度在某范围内变化时剩余磁感应强度可逆变化的百分数与温度变化度数的比值称为剩余磁温度系数。&&&& 磁化强度矫顽力温度系数（βHcj） 温度在某范围内变化时，磁化强度矫顽力可逆变化的百分数与温度变化度数的比值。&&&& 居里温度：Tc 自发磁化强度消失的温度。
&&&&如何正确选择？&&&&1、在决定选择哪一种磁铁之前应明确需要磁铁发挥何种作用。
&&& 2、主要的作用：移动物体，固定物体或抬升物体。&&& 3、所需磁铁的形状：圆片形，圆环形，方块形，瓦片形或特殊形状。
&&& 4、所需磁铁的尺寸：长，宽，高，直径及公差等等。&&& 5、所需磁铁的吸力，期望价格及数量等等。
&&&&以上是有为大家讲解的磁铁的基本常识及如何正确选择磁铁
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