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隨著(zhù)電力電子、微電子技術(shù)和交流電動(dòng)機調速與控制技術(shù)的發(fā)展,許多直流發(fā)電機已被各式晶閘管整流電源代替。直流電動(dòng)機和直流傳動(dòng)系統也在某些領(lǐng)域,特別是大型電機領(lǐng)域,被運行、維護相對方便的交流調速電動(dòng)機和交流調速系統所取代,應用范圍呈縮減趨勢。
但是,直流電動(dòng)機和可以解耦調速的直流傳動(dòng)系統通過(guò)長(cháng)期發(fā)展,積累了豐富的運行、維護經(jīng)驗??紤]到交流調速電動(dòng)機和交流調速系統。在一定容量范圍內和一些運行方式中,還存在系統的技術(shù)、經(jīng)濟合理性問(wèn)題,某些運行要求和運行環(huán)境還離不開(kāi)直流系統。因此,在一定時(shí)期內,直流電動(dòng)機和直流傳動(dòng)系統還有發(fā)展空間,不能或不宜全面被取代。
面對現實(shí),直流電機的目前發(fā)展趨勢是:積極采用新技術(shù)、新結構、新材料、新工藝、克服晶閘管整流電源供電對電動(dòng)機帶來(lái)的換向、絕緣、噪音和振動(dòng)等方面的新問(wèn)題。在此基礎上,為滿(mǎn)足不同機械的特殊要求,完善和發(fā)展維護、檢測系統,充分發(fā)揮直流電動(dòng)機固有的優(yōu)良特性,配合與之匹配的晶閘管整流電源系統,設計、制造出適合晶閘管適合晶閘管整流電源供電的直流電動(dòng)機,建立全新的直流電動(dòng)機新系列。
為此,在下列方面對直流電動(dòng)機做了大量工作,并取得成果:
1)提高直流電動(dòng)機的設計、制造水平。利用電子計算機和數值解析技術(shù)進(jìn)行磁場(chǎng)、換向、機械應力、振動(dòng)及通風(fēng)冷卻方面的解析;結合采用新結構、新工藝、新材料。大幅度提高電磁參數,特別是電樞線(xiàn)負荷;提高電動(dòng)機的額定電壓等級;增加轉子鐵芯長(cháng)度,提升轉子鐵心長(cháng)度和直徑的比值,優(yōu)先 設計;采用F、H級絕緣和 的絕緣結構、真空壓力整浸(VPI)工藝,以提供電機的絕緣性能和部件導熱性、整體性;推廣鎢極惰性氣體保護焊(TIG)和中頻焊等,以提高電接觸的可靠性......從而得以提高電動(dòng)機的換向性能,縮小尺寸,減輕質(zhì)量,提高極限容量,來(lái)適應對電動(dòng)機動(dòng)態(tài)性和運行可靠性提出的更高要求。
2)采用新材料,開(kāi)發(fā)新結構。積極向中小型電機推廣新型稀土永磁材料;大力開(kāi)發(fā)新結構:如采用多邊形定子軛,定子軛和主、換向極鐵心均采用疊片結構(小型電機甚至把定子軛與主換向極鐵心做出一體),以提高定子內部空間的利用率和滿(mǎn)足電樞電流快速變化的要求;中小型電機的底腳設置在前、后端蓋上,增大底腳支承面,以有利于減少電機振動(dòng);改進(jìn)軸承結構,相應放大軸承和電機軸伸的直徑,以適應輸出轉矩的增加;轉子采用高強度無(wú)緯帶綁扎,盡可能不用槽楔,有些大型電機采用導線(xiàn)變斷面的電樞線(xiàn)圈,以降低電樞槽高,改善換向和發(fā)熱參數;采用特殊換向器結構,以提高工作轉速,減少用銅量;發(fā)展各種冷卻方式,并在小型電機轉子鐵心上也設置徑向通風(fēng)溝,以改善散熱條件......從而 限度地滿(mǎn)足使用要求和提高工程總體合理性。
3)完善、發(fā)展維護檢測系統。結構復雜、檢測困難和維護工作量大,是限制直流電機發(fā)展的主要原因之一。采用 的電機狀態(tài)監測技術(shù),從局部監測發(fā)展到系統監測,開(kāi)發(fā)故障診斷和專(zhuān)家評定系統,進(jìn)行故障趨勢分析,以簡(jiǎn)化和減少維護工作,保證電機運行可靠。