高功率密度电机舵机的研究

高功率密度电机舵机的研究

周静芳  ,周许祥

杭州精导智能科技有限公司  浙江杭州 311101

摘要：现代化工企业在生产中，机械设备在运转时，每时每刻都处于各种激励的作用下，不可避免地产生振动，振动的产生必然会带来各种各样的噪声。有的噪声连续、均匀，属于正常的声音；有的噪声尖锐，伴有高频啸叫声，随时间的推移越来越大。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中第三章第二十五条明确规定：产生环境噪声污染的工业企业，应当采取有效措施，减小噪声对周围生活环境的影响。所以，作为一个现代化企业，有责任、有义务做好生产设备噪声的治理工作。本文主要分析高功率密度电机舵机。

关键词：转子烧度；单边磁拉力；仿真计算；校核系数；高功率密度

引言

电机市场上的竞争越来越激烈，要保持电机企业在市场上的竞争力，就得满足客户的需求。一方面，是要满足客户对产品质量和数量的需求，这就需要应用智能机器人技术及柔性制造装备来提高电机生产的质量和效率；另一方面，是满足客户对服务的需求，电机是很多电器产品和机械产品的动力源，电机故障会直接影响这些产品的正常运行，在保证电机质量的前提下，也要尽量提高对电机的维修检测技术，做到能够及时提醒客户进行设备更换，满足客户对服务的需求。因此，需要将智能服务应用到电机行业中。

1、电机行业的生产发展现状

社会与经济的不断发展促进人们生活水平提高，对电器产品要求越来越高的同时，对电机制造的要求也越来越高，为满足需求，电机企业开始引进先进的设备和工艺，但因资金不足，使得覆盖面积不广。目前，我国的电机制造依旧处于传统制造和先进制造并存的状态，虽已实现自动化，但距离全面智能化还相差甚远，仍旧还属于劳动密集型产业，需要大量人力资源。因此，还存在着很多问题。例如，因尚未实现智能制造，单靠人工操作，效率低的同时质量也无法得到保证。另外，工艺落后，人工操作危险性大。除此之外，我国的电机行业在供求关系上目前基本能够满足需要，但高端电机和中低端电机之间的比例差却十分大，高端电机在市场上处于供不应求状态，而中低端电机却存在过剩现象，归根结底是我国在电机制造方面的技术水平还比较低，因此未来的发展趋势在于随着经济和科技的进一步发展、市场的进一步整合加深，我国在电机制造技术上会有更多的开发和应用，使整体电机制造水平得到提升，从而保证中低端电机产品的性能，使人们对高端电机产品的依赖程度逐渐降低。

2、电机噪声的分类与防治

简单来说，电机运转噪声是由机械噪声、电磁噪声和空气动力噪声组合而成。电机噪声主要来源是机械噪声，大型、高速电机易产生机械噪声，转子动平衡不好、机械不对中或地脚缺陷等都会产生机械振动，引起机械噪声增大。电机定、转子部件固有频率和转速频率一致时，也会产生机械噪声。当电机装有端罩式风罩时，罩子往往被电机的振动所摇撼并发生振动，同样会产生噪声。通过提高安装质量，提高转子动平衡精度，加装抑振设施等方法可以有效减小机械振动，降低噪声。电磁噪声主要是由电磁场交替变化，引起某些机械部件或空间振动造成。此种噪声与交变电磁场特性、被迫振动部件和空间大小形状等因素有关，当电磁场消失时，该噪声也随之消失。设计时通过降低电机的气隙磁通密度，采用电枢斜槽和磁性槽楔，都是降低齿谐波和电磁噪声的有效措施。提高气隙装配时的均匀度和铁心的叠装质量，都有利于降低电磁噪声。空气动力噪声分为涡流噪声和笛鸣噪声两种。涡流噪声主要是由转子和风扇引起的冷却空气湍流，在旋转表面交替出现涡流引起的；笛鸣噪声是通过压缩空气或空气在固定障碍物上擦过而产生的，优秀的空气动力设计会有效降低此种噪声。此次电机的异常噪声主要是由于电机大修时，定子绕组浸漆过程中遗留在电机内的绝缘漆未清理干净所致。为此，及时将故障处理过程向电机修理厂家反馈，进一步改进电机维修质量管控细则，将电机修理工作分解成小项，列出每项工作的检修标准，严格按照检修标准修理，确保不再出现类似检修质量事故。

3、电机控制技术的发展前景

3.1充分融合信息技术展开精准数控工作

信息技术可极大地促进工业的优化与改革，同时在机械生产过程中，信息技术和伺服电机技术的融合将发挥不容忽视的应用价值。控制系统的自动化、智能化发展，也将使得数据呈现更加高效、精准的状态，真正提升我国工业机械生产技术水平。基于此，需坚持融合信息技术，彰显伺服控制系统的应用优势，全面升级并改造数控加工技术，提高计算机智能化数字整合技术的应用效率，对机械设备操作生产的全过程展开运行监测，减少生产中的人为失误，减少作业人员和大型机械的接触，维护作业人员的人身安全，规避以往生产时产生的各类问题，有效降低机械制造过程中产生风险的概率。

3.2机电一体化

在伺服控制系统中引入人工智能、大数据分析等技术，支持实现机电一体化，可以解决设备运维存在的问题，保证设备运行的稳定性和生产效率。随着网络通信、远程控制等新兴技术的不断发展，借助智能化技术也能实现机电一体化发展。比如，某大型制造企业，针对某个生产现场，可以建立远程集控中心，负责管理该现场所有的电气设备，重点监管正在运行的设备，这样可以保障生产效率。智能化技术的应用是为了实现对多个设备的同时、实时、远程控制，这样可以提升机电一体化的运维水平，减少人力的支出，降低运维成本。智能控制技术可以收集运行现场传输出的信息数据，集中到一起形成数据库，为每个设备、每个机电一体化体系等建立实时的数据库，实现数据信息的实时更新，这样不仅可以实时处理问题，而且方便后期数据的查询。当然，借助智能化控制技术进行实时监督还可以进行趋势分析、实时报警等，实现无人运维。电机的主要功能在于可以将电能转化为机械能，目前已经得到了十分广泛的应用。电力电子技术的快速发展，推动了电机功能的多样化，同时也进一步提高了电机的智能化水平，推动了硬件伺服控制系统向软件伺服控制系统的转变，还提升了伺服系统的运行性能。其主要特点和优势在于用户能够操控编程，并且还可以实现操作便捷的有效扫描。电机控制专用集成电路具有设计与生产效率高、功耗低、自重轻以及体积小等优势。在伺服电机控制技术的未来发展中，将会进一步融合催化加工技术。交流伺服电机稳定性强、故障概率低，交流伺服系统由于优势十分显著，目前已经在很多领域都得到了广泛应用，逐渐取代了直流伺服系统，同时借助硬件设备控制替代了传统的软件应用控制，这将成为未来伺服电机控制技术发展的主流方式之一。

结束语

综上所述，为保持电机企业在电机市场上的竞争力，实现电机企业生产模式和营销模式的创新，需要将智能制造技术应用到电机行业中，通过智能机器人技术与柔性制造装备的深度融合，通过将智能服务技术应用到营销过程中，通过在原有信息化管理模式上进行优化实现智能化管理，通过将智能车间、智能工厂及智能物流应用到电机企业中，并在智能制造过程中安装能源管理系统等手段来提高电机产品的质量和数量，提高电机企业营销服务水平，实现环保节能，从而提高经济效益，促进电机企业的可持续稳定发展。

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