摘 要：現(xiàn)代電機不同于傳統(tǒng)的僅僅是一個簡單的機器零件，經(jīng)過不斷的發(fā)展和更新?lián)Q代，現(xiàn)代電機已經(jīng)擁有更加強大的功能，成為一個能夠完成不同任務(wù)的完整的系統(tǒng)的電子化機電體系。正因為現(xiàn)代電機日益強大的功能，它對于我們生產(chǎn)生活產(chǎn)生不可或缺的作用。本文針對這一現(xiàn)象，介紹現(xiàn)代電機未來的發(fā)展方向，現(xiàn)階段的關(guān)鍵技術(shù)以及未來發(fā)展上具有突破性的改革。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代電機；關(guān)鍵技術(shù)；發(fā)展

現(xiàn)代電機不再是只是簡單執(zhí)行任務(wù)的單獨的零件，而是成為一個全面性的系統(tǒng)，可以說現(xiàn)代電機是整個機電體系的神經(jīng)中樞?，F(xiàn)代電機可以為整個機電體系提供能源，也就是說現(xiàn)代電機是動力中心；現(xiàn)代電機也可以起到調(diào)節(jié)、平衡、控制整個機電系統(tǒng)的作用。甚至很多現(xiàn)代電機兼具這兩種功能。如此強大且全面的功能必然對現(xiàn)代電機提出更高要求，這些要求不僅僅體現(xiàn)在現(xiàn)代電機本身的設(shè)計和生產(chǎn)，而且體現(xiàn)在現(xiàn)代電機生產(chǎn)出的產(chǎn)品的經(jīng)濟性、應(yīng)用性和發(fā)展性。

一、現(xiàn)代電機的發(fā)展方向

1）從有刷到無刷的轉(zhuǎn)變。在過去，傳統(tǒng)的直流電動機的使用覆蓋率非常高，主要是因為絕大多數(shù)的電力供給都是直流電。而傳統(tǒng)的直流電動機都是有刷的。有刷電機指的是靠換向器和電刷的配合來自動完成的電機，換向器和電刷裝在電機內(nèi)部。雖然有刷電機在制作方面技術(shù)純熟，相應(yīng)的配件也比較便宜，但是有刷電機存在著很多缺點。比如，更換配件程序麻煩、配件使用壽命短、發(fā)熱率高、換向火花大、損耗嚴重、電磁干擾嚴重等。所以，盡管有刷電機存在很多優(yōu)點，但是它還是隨著時代的變化逐漸被無刷電機所取代。無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷電機的種類很廣泛，并且?guī)缀醪淮嬖谟兴㈦姍C的所有缺點，無刷電機磨損小、噪音低、干擾低，可以說無刷電機相對于有刷電機具有很大的優(yōu)勢。

2）現(xiàn)代電機的直接驅(qū)動。現(xiàn)代電機通常都是高速運轉(zhuǎn)的，它的運轉(zhuǎn)速度每分鐘能夠達到數(shù)百甚至數(shù)千轉(zhuǎn)，這樣高的運轉(zhuǎn)速度要進行高低速的變換是相對困難的，但是很多應(yīng)用場合恰恰就有這樣的需求。因此，就需要現(xiàn)代電機為其提供轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)速的配件系統(tǒng)。但是這樣的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)必然會增加整個電機系統(tǒng)的大小，并且也會影響到設(shè)備的精確度和工作效率。這是時候，只有使現(xiàn)代電機驅(qū)動向直接驅(qū)動發(fā)展，才能有效的解決這一問題。

3）電機的極速化?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展經(jīng)常需要電機的極速化，即經(jīng)常需要電機保持極高或者極低的速度?，F(xiàn)代電機要極速化的要求與電機的直驅(qū)化緊密相關(guān)。電機的極速化，不僅有助于實現(xiàn)電機的直驅(qū)化，而且可以提高電機的工作效率和設(shè)備的精確度。

4）從勻速到調(diào)速的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的電機基本維持一個速度，大部分的電機也只有開關(guān)機器的這一個開關(guān)。但是在實際的運用中又需要對電機的速度進行調(diào)節(jié)，而在這一過程中，頻繁的開關(guān)對電機不可避免的造成了電機的內(nèi)部零件的磨損，對控制器和電網(wǎng)也會造成一定的沖擊。因此，調(diào)速功能的運用對于整個電機系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。例如，現(xiàn)代的變頻空調(diào)就是采取了調(diào)速的方式。這種方式使得它的舒適度比傳統(tǒng)的空調(diào)要好得多，而且這種調(diào)速系統(tǒng)使得電機的工作效率更高，也就更加省電。

5）從大型化到小型化、微型化的轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)代工業(yè)越來越需要電機的小型化和微型化，尤其是便攜式的產(chǎn)品更是對電機的大小提出更高的要求。比如從第一代電子計算機到臺式電腦再到筆記本電腦再到iPad、手機的轉(zhuǎn)變都體現(xiàn)了人們對于電機的小型化和微型化的需求。但是要達到電機從大型化到小型化的轉(zhuǎn)變，首先要提高基礎(chǔ)配件的功率，并且保證基礎(chǔ)元件的性能和改善電機運行的原理。

6）智能化。當今社會，電子信息技術(shù)日新月異，智能化系統(tǒng)滲透到我們生活的方方面面?，F(xiàn)代電機不僅為整個機電系統(tǒng)提供動力，而且對于電機系統(tǒng)有平衡、調(diào)節(jié)等功能，而當今社會越來越要求現(xiàn)代電機擁有自我適應(yīng)、自我更新等功能，形成具有針對不同任務(wù)的個性化服務(wù)。而這就是智能化融入到現(xiàn)代電子系統(tǒng)的體現(xiàn)。而現(xiàn)代電機的智能化也需要各種電子理論、智能傳感器、高性能材料等的綜合運用。

二、現(xiàn)代電機的關(guān)鍵技術(shù)

（一）仿真技術(shù)和設(shè)計技術(shù)的突破

電機是一項綜合技術(shù)的產(chǎn)物，它是溫度、磁場、電力、機器相互交叉融合的產(chǎn)物。它們相輔相成，并相互影響。例如，溫度升高或者降低都會影響磁性材料電磁的大小和磁場的位置，而這樣又會影響到電機的工作效率與耗能的多少，從而也會直接影響電機內(nèi)部零件的磨損程度，而磨損程度的變化對電機本身的溫度又產(chǎn)生一定的影響。因此，現(xiàn)代電機中的每一個環(huán)節(jié)都是不能忽視的，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯都會牽一發(fā)而動全身。所以，具有綜合性的仿真技術(shù)和設(shè)計技術(shù)就顯得尤為重要。

（二）高效節(jié)能技術(shù)

高效節(jié)能技術(shù)是一個經(jīng)久不變的話題，高效節(jié)能也就意味著電機工作效率的提升。而電機正是由于是整個機電系統(tǒng)中耗電量最大的部分，所以對于它的工作效率的提升就顯得更為重要。首先，要從電機的體積入手，體積小的電機效率遠遠高于大體積電機；其次，要不斷更新電機原件的材料，使電機在工作過程中自身對于電能的消耗降到最低。

（三）極端環(huán)境的適應(yīng)能力

現(xiàn)代電機涉及的領(lǐng)域越來越多，而傳統(tǒng)的電機存在溫度限制，這使得電機在特定的環(huán)境中失去動力。因此，如果要現(xiàn)代電機能夠在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)展，就必須提高它在極端環(huán)境的中的適應(yīng)能力。

三、結(jié)語

綜上所述，無刷化、直驅(qū)化、極速化、調(diào)速化、微型化、伺服化、機電一體化以及智能化是現(xiàn)代電機未來的發(fā)展方向和發(fā)展重點。它們中的每一點都是在日常的生產(chǎn)生活中不斷實踐，反復(fù)論證出來的。因此，無論是無刷化、直驅(qū)化還是機電一體化、智能化都是未來現(xiàn)代電機發(fā)展不可或缺的重要元素之一。而在現(xiàn)代電機的未來發(fā)展過程中，也要著重注意它的仿真技術(shù)、設(shè)計技術(shù)、高效節(jié)能技術(shù)以及對極端環(huán)境的適應(yīng)能力，從而使現(xiàn)代電子技術(shù)得到更加良性的發(fā)展。

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作者簡介：李正立（1993-），河北邯鄲人，電氣工程及其自動化專業(yè)。