国外机电一体化电机发展动向

    近二十年来，科学技术突飞猛进。随着电力电子技术、计算机技术和控制理论发展，电机调速技术得到迅速发展，使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用；而随着新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性复合材料的出现，更给电机设计插上翅膀，各种新型、高效、特种电机层出不穷。这些都极大地丰富了电机理论，拓宽了电机的应用领域，同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。

    交流变频调速系统及变频电机

    二十年来，电力电子技术发生了革命性的进展。功率元件从70年代的晶闸管（SCR），发展到80年代的双极型晶体管（BJT，也称作GTR），到90年代则主要是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。日本的三菱电机公司已推出2000V/1200A的IGBT，欧洲的eupec公司也推出了3300V/1200A的元件，而1200V/600A的IGBT模块则已大量生产供应；IR以及Fairchild等著名半导体公司生产的IPM模块更为交流调速技术的白色家电（指冰箱、洗衣机和空调器等）以及汽车等领域的应用提供了可能。控制方面也从模拟控制发展到数字控制，从单片机发展到数字信号处理器（DSP）和高级专用集成电路，控制部件功能日益完善，而所需的控制器件和控制器体积日益减小，控制器可靠性日益提高而成本日益降低。例如0.75kW通用变频器的过去的10年间，体积减小到原来的1/10，成本下降了大约40~50%，中小型电机变频调速系统已经发展成熟。据美国《控制工程》报道在1996~2000年间美国用于工厂自动化方面的电动机和传动装置的总费用约45亿美元，其中采用变频器控制三相异步电动机的约占52.8%，且呈逐年上升趋势。

    对变频电机的研究，过去主要集中在以下几个方面：一是由于变频器的供电，电机谐波分量增加，温升提高，因此应根据负载的情况，如何匹配电机的功率；而是对于调速范围较宽的应用，要考虑低速时风扇转速降低造成的电机自身散热能力的下降，因此应在结构上外置一独立的风扇，使其在低速时保持足够的散热风量，另外对于谐波引起的电机噪声的增加也进行了不少的研究。

    但是随着变频器应用的日益增多和研究的日益深入，出现了其他更为突出的问题，如电机的绝缘、轴承电流、性能测试等问题，直接影响着电机的设计、制造、使用和性能。

·电机绝缘问题为解决变频器供电的电机的绝缘问题，可采用滤波器技术或采用加强绝缘，但是前者要增加较多的费用，而后者则电机的体积增加较多。目前，美国的Phelps Dodge公司等线缆厂已经研制出耐高脉冲电压的电磁线，这种电磁线采用了新的漆层配方，在漆膜厚度不变的情况下，大大增加了耐压强度。美国GE公司和Reliance公司等均宣布已生产采用新的电磁线的电机，可适用于IGBT供电的场合。