直流电机的发展趋势

 随着电力电子、微电子技术和交流电动机调速与控制技术的发展，许多直流发电机已被各式晶闸管整流电源代替。直流电动机和直流传动系统也在某些领域，特别是大型电机领域，被运行、维护相对方便的交流调速电动机和交流调速系统所取代，应用范围呈缩减趋势。

  但是，直流电动机和可以解耦调速的直流传动系统通过长期发展，积累了丰富的运行、维护经验。考虑到交流调速电动机和交流调速系统。在一定容量范围内和一些运行方式中，还存在系统的技术、经济合理性问题，某些运行要求和运行环境还离不开直流系统。因此，在一定时期内，直流电动机和直流传动系统还有发展空间，不能或不宜全面被取代。

  面对现实，直流电机的目前发展趋势是：积极采用新技术、新结构、新材料、新工艺、克服晶闸管整流电源供电对电动机带来的换向、绝缘、噪音和振动等方面的新问题。在此基础上，为满足不同机械的特殊要求，完善和发展维护、检测系统，充分发挥直流电动机固有的优良特性，配合与之匹配的晶闸管整流电源系统，设计、制造出适合晶闸管适合晶闸管整流电源供电的直流电动机，建立全新的直流电动机新系列。

  为此，在下列方面对直流电动机做了大量工作，并取得成果：

  1）提高直流电动机的设计、制造水平。利用电子计算机和数值解析技术进行磁场、换向、机械应力、振动及通风冷却方面的解析；结合采用新结构、新工艺、新材料。大幅度提高电磁参数，特别是电枢线负荷；提高电动机的额定电压等级；增加转子铁芯长度，提升转子铁心长度和直径的比值，优先最佳设计；采用F、H级绝缘和先进的绝缘结构、真空压力整浸（VPI）工艺，以提供电机的绝缘性能和部件导热性、整体性；推广钨极惰性气体保护焊（TIG）和中频焊等，以提高电接触的可靠性......从而得以提高电动机的换向性能，缩小尺寸，减轻质量，提高极限容量，来适应对电动机动态性和运行可靠性提出的更高要求。

  2）采用新材料，开发新结构。积极向中小型电机推广新型稀土永磁材料；大力开发新结构：如采用多边形定子轭，定子轭和主、换向极铁心均采用叠片结构（小型电机甚至把定子轭与主换向极铁心做出一体），以提高定子内部空间的利用率和满足电枢电流快速变化的要求；中小型电机的底脚设置在前、后端盖上，增大底脚支承面，以有利于减少电机振动；改进轴承结构，相应放大轴承和电机轴伸的直径，以适应输出转矩的增加；转子采用高强度无纬带绑扎，尽可能不用槽楔，有些大型电机采用导线变断面的电枢线圈，以降低电枢槽高，改善换向和发热参数；采用特殊换向器结构，以提高工作转速，减少用铜量；发展各种冷却方式，并在小型电机转子铁心上也设置径向通风沟，以改善散热条件......从而最大限度地满足使用要求和提高工程总体合理性。

  3）完善、发展维护检测系统。结构复杂、检测困难和维护工作量大，是限制直流电机发展的主要原因之一。采用先进的电机状态监测技术，从局部监测发展到系统监测，开发故障诊断和专家评定系统，进行故障趋势分析，以简化和减少维护工作，保证电机运行可靠。