特种电机及其控制绪论.ppt

特种电机及其控制绪论;特种电机及其控制;机器人;0.1 特种电机的定义与类型 ;超声波电机;1）压电效应 逆压电效应;TRUM-60旋转型行波超声电机之轴测分解图 ;2）目前发展;3）超声电机技术的应用;日本Canon公司生产了带有环型超声电机的照相机，使得该相机聚焦系统结构简单、聚焦快，噪声小。Canon公司已有37种照相机聚焦镜头应用了超声电机，其他Nikon，Olympus等公司的照相机也逐步在采用超声电机。 超声电机能减轻机器人的重量，简化其结构，提高响应速度，世界各国研究者都正在把超声电机用于机器人。 日本丰田公司已在出口到美国的汽车反光镜、方向盘和座椅头靠等都应用了超声电机。 ;美国在宇宙飞船、火星探测器、导弹、核弹头等航空航天工程中都陆续应用了超声电机。比用传统的电磁电机降低30%的重量。 NASA的Coddar Space Flight Center将超声电机应用空间机器人技术。其中微型机器手MicroArmI使用了具有力矩的超声电机。火星机器手MarsArmII使用了三个具有力矩为和一个具有的超声电机。比使用同等功能的直流电机轻40%。;目前计算机软盘（FD）、光盘（CD-ROM）和硬盘（HD）的磁头的直线运动是采用旋转电磁电机加上齿轮机构来实现的。在这样的传动系统中，如要使机构进一步小型化和提高运动精度是十分困难的。但如果改用直线型超声电机，就可以使传动系统变小、变薄。 最近几年，日本学者正在努力把直线型超声电机引到计算机上来。;4）超声电机技术的未来;未来豪华轿车上的电机之多可达80个，使汽车体积增加，电磁干扰增强。应用超声电机，由于不需齿轮箱从而大大降低其体积；由于超声电机不产生磁场而使汽车的电磁兼容性得到大大改善。汽车上的中央门锁、门窗玻璃的升降，前视镜和雨刮器等，均可用超声电机来代替传统的电磁电机； 随着掌上计算机，可视 电视、手提式仪器等的发展，微型超声电机将可得到广泛应用。超声电机将使这些微型仪器降低重量和体积，减少其能量损耗； 由于超声电机的位置控制精度很高，可达微米级甚至纳米级。超声电机将会在一些精密仪器、医疗设备以及半导体制造技术中得到广泛应用。;纳米发电机 ;2、??传统电机的范畴内，许多电机的工作原理也具有较大的特殊性。 ;3、在结构上，除了传统的径向磁场旋转电机之外，还出现了许多特殊结构电机;磁悬浮技术;磁悬浮中的直线电机liner motor;高速、超高速磁悬浮铁路一般使用该种长定子直线同步电机。德国的运捷TR和日本的MLX系统均使用这种直线同步电机。;我国第一辆国产悬浮磁客车;4、特种电机的种类很多，而且仍在不断创新和发展之中。一般来说，新工艺、新材料的采用，必然带来电机设计方法的改变和电机运行性能的变化；而即使采用同样的工艺和材料，特殊的设计也必然导致特殊的电机性能。 稀土永磁电机、超导电机从设计到运行都与普通电机有很大的差别。而稀土永磁同步电机可以设计为宽调速电机——解决恒功率弱磁运行速度范围窄的难题；也可以设计为高效电机——我国开发的超高效稀土永磁同步电机的效率，比美国预计2007年推出的最高效电动机的效率高2~4个百分点，而且小一个机座号。;特种电机的分类;0.2 特种电机的应用 ;(3) 家用电器领域：工业化国家一般家庭中用到35台以上特种电机。家电配套的电机要求高效率、低噪声、低振动、低价格、可调速和智能化。无刷直流电动机、开关磁阻电动机等新兴的机电一体化产品正逐步替代传统的单相感应电动机。 (4) 高档消费品领域：电唱机、录音机、VCD视盘和DVD视盘等音响设备配套电机主要为印制绕组电机、绕线盘式电机等。这类电机属精密型，制造加工难度大，尤其进入数字化后，对电机提出了更苛刻的要求。;(5) 电气传动领域：在要求速度控制和位置控制(伺服)的场合，特种电机的应用越来越广泛。如开关磁阻电机、无刷直流电机、功率步进电机、宽调速直流电机用于数控机床、机械手、机器人等。 (6) 特种用途，包括各种飞行器、探测器、自动化武器装备、医疗设备等：这类电机多为特殊电机或新型电机，包括从原理上、结构上和运行方式上都不同于一般电磁原理的电机，主要为低速同步电动机、谐波电动机、有限转角电动机、超声波电动机、微波电动机、电容式电动机、静电电动机等。;0.3 特种电机的发展方向 ;(2) 高性能化 工农业生产的发展、科学技术的进步和人民生活水平的提高，对电机及其传动系统的性能提出了越来越高的要求； 新型材料的应用为提高电机产品性能、降低成本创造了有利条件； 而微电子技术、现代控制技术、计算机技术和电力电子技术的发展使特种电机控制性能的提高成为可能。;(3) 小型化与微型化 信息产品和消费类电子产品向微、轻、薄方向发展，而空间技