淺談控制電機的發(fā)展及建議

中國人民解放軍石家莊機械化步兵學(xué)院　曹　騰　呂鵬飛

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淺談控制電機的發(fā)展及建議

中國人民解放軍石家莊機械化步兵學(xué)院曹騰呂鵬飛

【摘要】電機作為電氣時代的主要動力輸出方式，一直以來備受人們的青睞，高質(zhì)量的、高效率的動力輸出為企業(yè)家積累了大量的資金。進入二十一世紀之后，控制電機開始占據(jù)電機行業(yè)的主要市場，尤其是在中國，控制電機在中國的發(fā)展取得了舉世矚目的成績。本文主要介紹了控制電機的發(fā)展歷程和功能分類、國內(nèi)外技術(shù)的發(fā)展水平以及未來控制電機的發(fā)展方向。需要強調(diào)一點的是要不斷的進行科學(xué)攻關(guān)解決技術(shù)難題，還要注意人才的培養(yǎng)和與國外先進技術(shù)的交流合作。

【關(guān)鍵詞】控制電機；分類；發(fā)展歷程；建議

自改革開放以后，特別是中國加入世貿(mào)組織之后，全球經(jīng)濟一體化的趨勢已然十分明朗。與此同時，人民生活水平不斷提高，對物質(zhì)生活和精神生活的追求也越來越豐富。把最高效的動力設(shè)備——控制電機應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)普及了，而且，近幾年控制電機的應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷拓寬，甚至有些生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的控制電機出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。隨著控制電機不斷滲透進入日用消費品市場和自動化長夜中，對控制電機智能化的要求也越來越高。想要解決這一問題，唯一的辦法就是配合計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)以及控制理論技術(shù)定位控制電機發(fā)展的新方向。除此之外，新材料技術(shù)的發(fā)展和微電子技術(shù)的發(fā)展也為控制電機的發(fā)展打開了新思路，當(dāng)然控制電機的發(fā)展必須滿足客戶不斷提高的對控制的精確度和及時性的要求。

1　控制電機的類型和結(jié)構(gòu)特點

1.1控制電機的分類概念

控制電機從控制方式上來說可以大體的分為兩類：力能電機和信號電機。力能電機又可具體分為兩相交流伺服電動機、永磁直流伺服電動機、有限轉(zhuǎn)角電動機、超聲波電機以及風(fēng)力發(fā)電機等其他新原理電機，目前這一類的控制電機依然做為主力設(shè)備應(yīng)用于生產(chǎn)一線。信號電機包括自整角機、旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)移相器、軸角編碼器、測速發(fā)電機等，這一類新型的控制電機適應(yīng)人們發(fā)展的需求，但是由于其技術(shù)水平較高，而且生產(chǎn)能力并不是很高，主要用于科學(xué)研究方面，企業(yè)生產(chǎn)并不適用。

1.2力能電機的技術(shù)特點

當(dāng)然，力能電機也是在傳統(tǒng)電機的基礎(chǔ)上，應(yīng)用電磁理論和控制需要理論進行改進的。另外還要進行電能、機械能以及熱能等幾種能量的研究和計算，總結(jié)一下力能電機的主要技術(shù)特點：一是以運動控制方式為主要控制方式；二是工作基礎(chǔ)理論是電磁理論；三就具有較高的技術(shù)含量和系統(tǒng)集成性；四是涉及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等諸多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)；五是可以控制輸入值和輸出值。力能電機自問世以來一直擔(dān)任電氣時代動力輸出的主要裝置，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新技術(shù)應(yīng)用于力能電機，力能電機或許會進行新一輪的技術(shù)革新。

1.3信號電機的技術(shù)特點

信號電機是一種比較嚴謹?shù)募夹g(shù)性控制電機，電機被設(shè)計成一種特殊的函數(shù)關(guān)系，由于技術(shù)水平較高，主要作用于航空航天工業(yè)、軍事武器領(lǐng)域等高精尖的行業(yè)。信息電機的技術(shù)特點：可操作性強、工作精確度較高、體積比較小但是質(zhì)量比較大、抗干擾能力比較強以及結(jié)構(gòu)精密、可靠性強等特點。這些特點對于實現(xiàn)科研目的具有重要意義。

2　控制電機的發(fā)展史

2.1國內(nèi)控制電機的發(fā)展概況

建國初期，控制電機作為一種新型的動力形式，已經(jīng)投入使用就獲得廣泛好評。國家領(lǐng)導(dǎo)人高瞻遠矚，在我國第一個五年計劃就做出重要批示：完善我國的電機工業(yè)。直到六十年代初起，國內(nèi)的電機行業(yè)已經(jīng)初步成熟，北京電器科學(xué)院自行設(shè)計了直流伺服電機等很多型號的控制電機。發(fā)展到上世紀八十年代，我國控制電機行業(yè)已經(jīng)基本覆蓋了辦公自動化行業(yè)、汽車制造業(yè)以及家電制造業(yè)等多個行業(yè)，除此之外還研發(fā)出用于軍事工業(yè)或者航天工業(yè)的高精尖信號電機。到了改革開放以后，國外控制電機技術(shù)流入中國，國內(nèi)的電機行業(yè)更是迅猛發(fā)展，因為吸取了國外高質(zhì)量控制電機的成功經(jīng)驗和失敗教訓(xùn)，國內(nèi)電機行業(yè)少走了不少彎路。即使如此，國內(nèi)的控制電機水平與發(fā)達國家的工業(yè)水平還是有一定差距的，依然需要一代代電機人努力鉆研奮斗。

在國內(nèi)控制電機行業(yè)的起步階段是十分艱難的，當(dāng)時，國家工業(yè)部從國內(nèi)諸多優(yōu)秀大學(xué)(例如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、清華大學(xué)、華中科技大學(xué)等)抽調(diào)了大批優(yōu)秀的專家投入科研工作。這一代經(jīng)驗豐富老科學(xué)家為國防工業(yè)現(xiàn)代化和航空航天科技的發(fā)展做出了突出貢獻，目前，這些學(xué)校的在電子、機械方面都是很強勢的，而且科研水平高、經(jīng)費充足與科研所聯(lián)系緊密，對于我國控制電機的發(fā)展具有重要意義。

2.2國外控制電機的發(fā)展史

國外控制電機的起步是在英國，但是發(fā)展到現(xiàn)代階段，美國控制電機的水平是世界領(lǐng)先的，尤其是在軍事工業(yè)和航空航天工業(yè)應(yīng)用比較多的信號電機。德國的機械設(shè)備一向以“結(jié)構(gòu)嚴謹精密”著稱，在控制電機工業(yè)也不例外，德國西門子公司設(shè)計的永磁交流伺服電機是目前世界上工作效率最高、最耐久的控制電機。日本的控制電機的發(fā)展跟中國有些類似，都是起步比較晚但是發(fā)展迅速，著名的生產(chǎn)設(shè)計公司包括：松下公司、東方電機公司等。

發(fā)達國家的控制電機，在技術(shù)層面上較中國控制電機還是有不少優(yōu)勢：一是產(chǎn)品重量穩(wěn)定，工作性能好，造成這個問題的主要原因是國外控制電機的主要結(jié)構(gòu)部位生產(chǎn)技術(shù)是保密，國內(nèi)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品合格指標較低；二是產(chǎn)品使用壽命較長，使用中發(fā)生故障的情況較少；三是產(chǎn)品的理論和技術(shù)水平先進，電機專家

的研發(fā)能力強，可以設(shè)計出較高水平的控制電機。

3　控制電機未來的發(fā)展方向和建議

3.1控制電機未來發(fā)展的方向

首先就是功能方面的豐富，既能適應(yīng)發(fā)力發(fā)電機的工作方式也能適應(yīng)手機振動電機的工作環(huán)境，簡單地說，就是既要“大”又要“小”。其次就是工作穩(wěn)定性的提升，為了實現(xiàn)這個目的，可以實現(xiàn)多臺電機的組合式工作方式，對于提升控制電機的工作效率也有很大幫助。三是新理論、新結(jié)構(gòu)、新材料、新部件、新功能等控制電機的發(fā)明和使用，同時新生產(chǎn)工藝的發(fā)展、新參數(shù)的制定以及新概念的提出有利于控制電機的功能全面化；四是高質(zhì)量、高標準、高性價比的控制電機的投入市場。

3.2控制電機發(fā)展的建議

自從控制電機問世以來，從來沒有任何一種動力設(shè)備像控制電機這樣受歡迎，在現(xiàn)代工業(yè)中，處處可以看到控制電機的影子，小到日用辦公用品制造業(yè)，大到航空航天工業(yè)，離開控制電機的動力支持，現(xiàn)在這些成就幾乎是不可能實現(xiàn)的。也就是說，在一定程度上講，一個國家制造業(yè)水平的高低取決于這個國家控制電機的發(fā)展水平。因此，我國工業(yè)部已經(jīng)明確調(diào)整下一步的工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略：大力發(fā)展控制電機工業(yè)，與世界接軌。作者認為，想要盡快的趕超世界先進水平，需要各行各業(yè)人們的共同努力，總結(jié)提出以下建議：

（1）相關(guān)部門需要投入大量的資金進行新產(chǎn)品的研發(fā)，同時注意培養(yǎng)專業(yè)人才。這就要求政府部門不能過分提高國有企業(yè)的地位，在市場經(jīng)濟的大環(huán)境下，大力發(fā)展充滿市場活力的民營企業(yè)才是正確的道路。目前，有關(guān)部門不能合理的保護民營經(jīng)濟，在管理上，民營企業(yè)會遭受資金渠道限制、土地征用限制等很多不公平的待遇，這對于國內(nèi)控制電機行業(yè)打開國際市場是十分不利的。

（2）作為控制電機新產(chǎn)品的研發(fā)人員，必須珍惜有關(guān)部門提供的資源，充分利用，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和性能為基礎(chǔ)，進行技術(shù)革新，不斷進取，勇于創(chuàng)新。嚴格執(zhí)行國家規(guī)定，制造具有核心競爭力的產(chǎn)品。

（3）重視產(chǎn)品零部件的生產(chǎn)和使用，一部控制電機是有很多零部件組成，如果每個零部件都不合格，那么組裝成的這部控制電機也一定不合格，很多國外控制電機的優(yōu)勢就是部分零部件質(zhì)量較高。

4　結(jié)論

控制電機作為現(xiàn)代化工業(yè)中一種主要的動力輸出方式，它的發(fā)展一直受到各行各業(yè)的廣泛關(guān)注。文章介紹了國內(nèi)外控制電機的發(fā)展概況和各自的技術(shù)特點，分析了國內(nèi)控制電機的不足。盡管現(xiàn)在還有一定差距，相信通過企業(yè)不斷提高研發(fā)團隊的人才素質(zhì)、加快科研成果投入生產(chǎn)等一些列措施，我國控制電機的水平會更上一層樓。除此之外，要與技術(shù)水平較高的發(fā)達國家加強交流合作，引進人才，開拓新思路，促進控制電機工業(yè)的迅速發(fā)展。

參考文獻

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[3]吳旭升,孫俊忠.未來電機的發(fā)展和展望[J].船電技術(shù),2003(02): 24-26.

曹騰（1993－），男，陜西榆林人，中國人民解放軍石家莊機械化步兵學(xué)院學(xué)員，研究方向：電氣工程。

作者簡介：