電機與拖動基礎討論課
課題：各種電機應用現狀調研
班級：13級工程機械1班
組員：李昊天張晨陽崔超鈺
陳傑董亞飛潘帥
時間：2023年4月5日
指導老師：馬雲飛
目錄前言 3
1、電機產業現狀 4
2、電機行業格局 4
3、電機行業前景** 4
4、電機的分類及應用概述 5
5、訊號電機 6
5.1、位置訊號電機 6
5.2、感應同步器 6
5.3、自整角機 7
5.4、速度訊號電機 8
6、功率電動機 8
6.1、直流電動機 8
6.2、交流電機 8
6.3、同步電動機 9
6.4、非同步電動機 10
7、控制電機 11
7.1伺服電機 11
7.2、步進電動機 12
7.3、力矩電動機 13
7.4、開關磁阻電機 13
7.5、無刷直流電動機 14
參考文獻 16
從廣義上講，電機是電能的變換裝置，包括旋轉電機和靜止電機。旋轉電機是根據電磁感應原理實現電能與機械能之間相互轉換的一種能量轉換裝置；靜止電機是根據電磁感應定律和磁勢平衡原理實現電壓變化的一種電磁裝置，也稱其為變壓器。本文我們主要討論旋轉電機，旋轉電機的種類很多，在現代工業領域中應用極其廣泛，可以說，有電能應用的場合都會有旋轉電機的身影。
與內燃機和蒸汽機相比，旋轉電機的執行效率要高的多；並且電能比其它能源傳輸更方便、費用更廉價，此外電能還具有清潔無汙、容易控制等特點，所以在實際生活中和工程實踐中，旋轉電機的應用日益廣泛。不同的電機有不同的應用場合，隨著電機製造技術的不斷發展和對電機工作原理研究的不斷深入，目前還出現了許多新型的電機，例如，美國ead公司研製的無槽無刷直流電動機，日本servo公司研製的小功率混合式步進電機，我國自行研製適用於工業工具機和電動自行車上的大力矩低轉速電機等。本文下面主要討論部分電機種類及應用情況。
目前我國電機裝機總容量已達4億多kw，年耗電量達12000億kwh，佔全國總用電量的60%，佔工業用電量的80%，其中風機、水幫浦、壓縮機的裝機總容量已超過2億kw，年耗電量達8000億kwh，佔全國總用電量的40%左右，因此電機上的節能要求極大，也是節能效果最能體現的地方。採用新型電機設計、新工藝及新材料，通過降低電磁能、熱能、機械能的損耗來提高輸出效率，高效節能電機比傳統電機效率大約高3%-5%，目前達到2級能效指標電機的佔比不足10%，因此其發展空間廣闊。隨著電力電子技術、計算機技術、微電子技術及控制理論的發展和應用，中小型電機應用領域日益廣泛。
電機作為機電能量轉換的重要裝置，是電氣傳動的基礎部件，應用領域廣泛、產品品種眾多、規格繁雜，其產品特性決定該產業集中度不高、生產企業及涉及的細分行業較多，無明顯的週期性、區域性、季節性特徵。目前，國內微分和中小型電機的生產及配套廠家在2000家以上，已成為國民經濟和國防現代化建設中不可缺少的乙個基礎產品。國內微分和中小型電機行業的生產廠商眾多，市場競爭主要體現在產品的技術含量、**和生產規模等方面，由於市場機制的不完善，行業的**競爭較為激烈，已對行業的良性發展帶來不利的影響。
隨著電機能效標識的強制執行、市場優勝劣汰作用的顯化以及行業進入壁壘的進一步強化，**競爭影響將逐步弱化。
目前，中國電機佔全球電機的市場份額約21.5％，這一資料隨著國際經濟大環境的回暖變化還會增加。而國內市場，在下乙個五年規劃中將較歐美市場和其他國家市場增長更快，特別是高效能電機的市場將有很大的增大空間。
電機未來的趨勢在2023年之後，電機需求將向ie2類標準電機轉移，至於超高效率 ie4型別的電機的市場占有率並不高。據**，2023年，ie4型別的超高效電機市場份額將佔5％。2023年的全球經濟環境復甦已初見力度，2015 年將更加強勁。
隨著這股經濟回暖之風，如海工建造、船舶建造等生產建造業和國家基礎建設投資的加大、軍工產業的投入，及各類電器生產企業的生產復甦，電機需求將比2023年高出7％-10％。而企業為趕上國家政策扶持的「高鐵」，在高效電機的使用推廣上將加大投入，對比2023年，預計完成能效計畫的高效電機推廣率在95％以上，電機節能系統的改造有一定的突破。非工業領域的電機應用消費一直是電機產業的驅動力。
汽車行業是非工業電機的主要買家，輕型車輛平均每輛汽車有30多個電動機。家電和住宅（採暖，通風和空調）產品中使用電動機的需求，例如，每年超過4.5億冰箱和洗衣機中使用電機；每台電腦上磁碟驅動器和通風扇會使用到3-6個小電機。
相比家電的增長，住宅hvac系統有望帶動電機更快的增長。經濟回暖是大環境，政策是促進力，市場是原動力。 2023年，把握產業方向，結合政策指標，對於電機行業市場來說又是乙個新的局面。
眾所周知，電機是傳動以及控制系統中的重要組成部分，隨著現代科學技術的發展，電機在實際應用中的重點已經開始從過去簡單的傳動向複雜的控制轉移;尤其是對電機的速度、位置、轉矩的精確控制。但電機根據不同的應用會有不同的設計和驅動方式，咋看下好像選型非常複雜，因此為了人們根據旋轉電機的用途，進行了基本的分類。下面我們將逐步介紹電機中最有代表性、最常用、最基本的電機——控制電機和功率電機以及訊號電機。
目前，最有代表性的位置訊號電機：旋轉變壓器、感應同步器和自整角機。
簡介：旋轉變壓器（resolver/transformer）是一種電磁式感測器，又稱同步分解器。它是一種測量角度用的小型交流電動機，用來測量旋轉物體的轉軸角位移和角速度，由定子和轉子組成。
其中定子繞組作為變壓器的原邊，接受勵磁電壓，勵磁頻率通常用400、3000及5000hz等。轉子繞組作為變壓器的副邊，通過電磁耦合得到感應電壓。
應用現狀：旋轉變壓器是一種精密角度、位置、速度檢測裝置，適用於所有使用旋轉編碼器的旋轉變壓器旋轉變壓器場合，特別是高溫、嚴寒、潮濕、高速、高震動等旋轉編碼器無法正常工作的場合。由於旋轉變壓器以上特點，可完全替代光電編碼器，被廣泛應用在伺服控制系統、機械人系統、機械工具、 汽車、電力、冶金、紡織、印刷、航空航天、船舶、兵器、電子、冶金、礦山、油田、水利、化工、輕工、建築等領域的角度、位置檢測系統中。
也可用於座標變換、三角運算和角度資料傳輸、作為兩相移相器用在角度--數字轉換裝置中。
簡介：將角度或直線位移訊號變換為交流電壓的位移感測器，又稱平面式旋轉變壓器。它有圓盤式和直線式兩種。
在高精度數字顯示系統或數控閉環系統中圓盤式感應同步器用以檢測角位移訊號，直線式用以檢測線位移。感應同步器廣泛應用於高精度伺服轉台、雷達天線、火炮和無線電望遠鏡的定位跟蹤、精密數控工具機以及高精度位置檢測系統中。
應用現狀：感應同步器已被廣泛應用於大位移靜態與動態測量中，例如用於三座標測量機、程式控制數控工具機及高精度重型工具機及加工中心測量裝置等。
感應同步器利用電磁耦合原理實現位移檢測具有明顯的優勢：可靠性高，抗干擾能力強，對工作環境要求低，在沒有恆溫控制和環境不好的條件下能正常工作，適應於工業現場的惡劣環境；光柵感測器是依靠光電學機理實現位移量檢測，其解析度高，測量精確，安裝使用方便。封閉式的光柵感測器對工作環境適應性強、光柵感測器效能**比的提高和技術複雜性的降低使其在測長方面有比感應同步器更普遍的應用。
簡介：自整角機是利用自整步特性將轉角變為交流電壓或由交流電壓變為轉角的感應式微型電機，在伺服系統中被用作測量角度的位移感測器。自整角機還可用以實現角度訊號的遠距離傳輸、變換、接收和指示。
兩台或多台電機通過電路的聯絡，使機械上互不相連的兩根或多根轉軸自動地保持相同的轉角變化，或同步旋轉。電機的這種效能稱為自整步特性。在伺服系統中，產生訊號一方所用的自整角機稱為傳送機，接收訊號一方所用自整角機稱為接收機。
自整角機廣泛應用於冶金、航海等位置和方位同步指示系統和火炮、雷達等伺服系統中。
應用現狀：自整角機還可用以實現角度訊號的遠距離傳輸、變換、接收和指示。兩台或多台電機通過電路的聯絡，使機械上互不相連的兩根或多根轉軸自動地保持相同的轉角變化，或同步旋轉。
電機的這種效能稱為自整步特性。在伺服系統中，產生訊號一方所用的自整角機稱為傳送機，接收訊號一方所用自整角機稱為接收機。自整角機廣泛應用於冶金、航海等位置和方位同步指示系統和火炮、雷達等伺服系統中。
最有代表性的速度訊號電機是測速發電機，其實質上是一種將轉速變換為電訊號的機電磁元件，其輸出電壓與轉速成正比。從工作原理上講，它屬於「發電機」的範疇。測速發電機在控制系統中主要作為阻尼元件、微分元件、積分元件和測速元件來使用。
所以這裡不做過多闡述。
簡介：直流電動機是出現最早的電動機，大約在19世紀末，其大致可分為有換向器和無換向器兩大類。直流電動機有較好的控制特性直流電動機在結構、**、維護方面都不如交流電動機，但是由於交流電動機的調速控制問題一直未得到很好的解決方案，而直流電動機具有調速效能好、起動容易、能夠載重起動等優點，所以目前直流電動機的應用仍然很廣泛，尤其在可控矽直流電源出現以後。
應用現狀：在生活方面，電動產品的應用數不勝數。風扇，刮鬍刀等。
賓館中的自動門、自動門鎖、自動窗簾都用到直流電機，直流電機廣泛應用於飛機、坦克、雷達等**裝備中。直流電機還廣泛應用於機車牽引，如鐵路機車直流牽引電機、地鐵機車直流牽引電機、機車直流輔助電機、礦用機車直流牽引電機、船用直流電機等。上圖為z4系列直流電動機。
控制電機種類
伺服電機 是在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機是可以連續旋轉的電 機械轉換器。作為液壓閥控制器的伺服電機，屬於功率很小的微特電機，以永磁式直流伺服電機和並激式直流伺服電機最為常用。伺服電機的種類與區別 伺服電機的作用 伺服電機可使控制速度，位置精度非常準確。伺...
各種閥門種類及原理
1.閘閥 閘閥也叫閘板閥,是一種廣泛使用的閥門。它的閉合原理是閘板密封面與閥座密封面高度光潔 平整一致,相互貼合,可阻止介質流過,並依靠頂模 彈簧或閘板的模形,來增強密封效果。它在管路中主要起切斷作用。它的優點是 流體阻力小,啟閉省勁,可以在介質雙向流動的情況下使用,沒有方向性,全開時密封面不易沖蝕...
冷軋平整機種類及工作原理簡述
通過冷軋而變成纖維狀組織的帶鋼，在退火工序中由於再結晶而變為具有新的結晶組織的帶鋼。這種退火後的帶鋼幾乎完全成為軟質狀態，因此不適用於加工，只要稍稍給予輕度沖壓加工，帶鋼表面就會產生拉伸應變和不規則的滑移線，明顯有礙外觀。這種退火帶鋼辦不能直接供給使用者使用，必須進行平整軋制，即通過輕度的冷軋加工改...