直线游标电机(永磁游标电机应用)

1. 永磁游标电机应用

谈到质量检测，就不得不谈工业产品的质检问题。而其中值得引起关注的一点是，我国制造企业如今仍是沿用传统人工的检测手段，导致效率低下、产品质量不稳定。在这智能化升级的时代，您应该多了解一下检测仪器方面的应用和发展。

中国制造号称世界工厂，产品畅销全球，却无法摆脱“大而不强”的现状，除了品牌、科技含量等因素外，最让世人关注的是中国工业产品的质量与国际品牌仍存在不小差距。谈到质量，我们就不得不谈中国工业产品的质检问题。

要改变这种现状，必须升级现有质检模式，将智能化自动质检设备大面积运用在制造业产品检测中，而这类质检设备的显著特点是智能、精密、快速，适合工业产品的大批量检测需求。这类质检设备大多属于非标检测设备，根据行业客户需求的不同，它们还呈现出“定制化”趋势。

传统质检模式的弊端较多，以下仅举三个例子便可见端倪。

1、钕铁硼永磁产品检测。钕铁硼材料规格众多，在很多新兴产业中得到普遍使用，市场需求量年年猛增，但是这一行业相关产品的质量检测却一直沿用传统的人工模式，在一些小型片状材料制造厂商的质检车间内，“眼睛+手套+镊子”成为典型的工作场景。来自北京的一家钕铁硼工厂，每天需要进行质检的片状材料为 150万片，质检车间共有20多名工人持续工作，压力山大早已是不争的事实，工厂的人力和管理成本也同样高居不下。

钕铁硼片状材料检测：“眼睛+手套+镊子”

2、车桥前束检测。汽车行驶系统分为车桥、车轮、车架和悬架四部分，车桥（也称车轴）通过悬架和车架相连，两端安装汽车车轮。车桥前束是转向轮定位的关键参数之一。目前大多数车桥厂的测量设备主要使用工装和工装相配合的米尺，这种检测方式的调整精度低、方法原始、无法提供准确的前束数据，而且工装数量多、易磨损。目前解决这种检测难题的是需要定制机器视觉检测方案，这里不详细叙述。

车桥检测现场：方法原始、效率低下

3、木工刀片检测。刀片是木工刀具的切削部位，用来对各类木质材料进行加工，市场需求量和生产量都较大。东莞某刀具厂对刀片产品的检测方式在业内较为典型：使用游标卡尺检测刀片的厚度偏差，用手指压覆及目测查看平弯变形。这种检测方法的缺陷非常多：精度低、人工肉眼检测受主观情绪影响大、达不到全检、效率低。这种情况欧博自动化推出的快速刀具检测仪即可解决。

以上事例只是中国工业产品质检难题的一些缩影，但是管中窥豹，我们仍然可以清楚地意识到一些关键性问题：只有质检模式的彻底变革，才能带来产业升级的有力契机。随着各大制造厂商对产品要求越来越高和企业品质意识的不断提高，采购先进的智能自动检测设备已经成为提高产品质量、提升市场竞争力的迫切需求。这时，智能化自动检测设备成为各大制造厂商进行产品质检的首选设备。

在经历了简单的投影仪、二次元影像测量仪、高端三坐标测量机这三个发展阶段之后，目前的工业质检设备更加趋向于智能化、自动化和集成化，解决了人工肉眼和卡尺卡规检测的局限性，根据行业需求定向研发的精密检测仪器逐渐成为解决工业产品高精度检测难题的神器。

2. 什么是游标电机

内径和外径的测量方法很多。

测量内直径可以用游标卡尺，内径千分尺，光面塞规，内径百分表，气动量仪等。精度要求不同使用的量具也不同。

测量外直径可以用游标卡尺，内卡钳，外径千分尺，等量具。这些。要有专业的人员进行使用

3. 永磁游标电机工作原理

从结果上来说，电机的极对数是由电机的同步转速决定的。就是说如果知道了电机的激励频率和电机的空载转速，就能推出电机的极对数，不管电机内部电磁机理为何。

但是要从电磁的角度看，那就要分普通电机和奇葩电机来看了。

最好理解的就是感应电机和整数槽永磁电机了（可能还有同步磁阻电机，不敢确定），它们都是数定子绕组的绕组函数基波分量的南北极个数就可以了。

奇葩的有，分数槽永磁电机（含分数槽直线电机），开关磁阻电机（这个家伙的极对数的定义跟我理解的好像不太一样，反正不正常），无刷双馈（嵌套回路转子，定子两套绕组的极对数之和等于转子回路极对数），感应或永磁游标电机等磁齿轮（同时用基波和谐波产生转矩） ，多相电机（可以用谐波驱动电机）。

谐波的意思，就是与基波空间磁动势相对的傅立叶级数分量，其阶数就是基波极对数的倍数。

4. 永磁游标电机应用领域

旋转电机由定子和转子组成，定子侧绕有线圈，用于产生旋转磁场，转子侧的配置情况因电机类型不同而不同，下面分别说明。

电励磁同步电机：定子绕组通交流电流产生一个旋转磁场，转子侧通直流电流相对于转子

产生恒定磁场，由于转子在旋转，所以转子侧产生的磁场也是旋转的。这类电机的缺点在于，为了往转动的转子通电流，需要使用集电环接触供电（可以参考直流电机的电刷，或者高铁的电弓）。近来，威斯康熙大学进行了为该类电机的转子线圈无线供电的研究，可以分为电感型和电容型两种无线供电方式。

永磁同步电机：定子线圈通交流电流产生一个旋转磁场，转子侧的永磁体相对于转子

产生一个恒定磁场，由于转子在旋转，所以转子侧产生的磁场也是旋转的。

感应电机（又称异步电机）：定子线圈通交流电流产生一个旋转磁场，如果转子的转速低于气隙中旋转磁场的转速，就会磁生电，在转子侧的导体中产生交流电流，其频率为磁场同步频率（比如 50 Hz）减去转子转动频率（比如 49 Hz，对应于一对极电机 2940 转每分钟），称为滑差频率（比如 1 Hz），该转子交流电流产生的磁场相对于转子

以滑差频率在气隙中旋转，由于转子在旋转，该转子磁场在气隙中的转速等于同步速，所以所谓的异步指的是转子的转速必须不是 3000 转每分钟才能产生转矩，而定、转子磁场的转速永远是同步的。

同步磁阻电机：这类电机的原理没法直观解释，这里提供一种理解其运行原理的思路。凸极永磁电机（或内嵌式永磁电机）有两个途径产生转矩，其一是与其他电机类似的电磁转矩，其二是凸极转矩——也就是说，电机的直轴和交轴具有不同的磁阻时，电机也能产生转矩。换句话说，拿一台凸极永磁电机，把永磁体抠掉，利用凸极转矩也能转起来。

开关磁阻电机：定子线圈通交流电流产生一个旋转磁场，转子侧没有电流也没有永磁体，就是一块铁，其运行原理基本上就是拿一块磁铁去吸引转子侧的齿，让转子转起来。

单极电机（Homopolar Machine）：磁单极和永动机一样，是不存在的。但是，所谓的单极电机是从电机的任一横截面来看，竟然只有南极或者北极，因此而得名。这里放一张图，可以看到，单极电机有两段电机组成，北极磁场从电机第一段出发，通过导磁的定子轭部，到达电机第二段成为南极磁场，最后磁场从电机的导磁的转轴回归到电机第一段。

Consequent Pole Machine：Consequent pole 的意思就是说，永磁体只产生北极磁场，南极磁场 is consequently generated。一般的永磁电机是有专门的永磁体产生北极磁场的，也有专门的永磁体产生南极磁场的。Consequent pole 的结构具有聚磁效果。聚磁效果就是说，可以用便宜的铁氧体，产生和钕铁硼一样强劲的磁场。

轮辐类型游标电机（Spoke Type Vernier Machine）：我们知道感应电机有齿槽转矩，产生齿槽转矩的磁场实际上是气隙磁场和齿槽导致的高阶气隙磁导导致的。什么意思？意思就是说，定子产生一对极的磁场，气隙中却存在着十对极的磁场，如果我们把转子配置成十对极，而不是常规的一对极，那么就仿佛有减速齿轮箱的效果，定子磁场的转速是 3000 转每分钟而转子的转速却只有 300 转每分钟，这就是磁齿轮的一种实现。轮辐的意思就是说，永磁体的放置方式就和自行车的轮辐一样。

外转子电机：就是把定子放到里面，转子放到外面（参考电瓶车的后轮）。

薄片电机（Slice Motor）：如果有轴承的话，这家伙其实就是普通的电机但是轴向长度很小。拿掉轴承的话，由于薄片，转子有三个自由度是被动稳定的，这东西可以应用在人工心脏上。

轴向磁通电机：和单极电机（气隙中的磁场是沿径向走的）不同，这家伙在气隙中的磁场是沿轴向走的哦！

爪极电机：好酷的名字，我感觉这个也是轴向磁通电机的一种吧？但是大家管这个叫横向磁通电机，磁通在那个爪子里横着流什么的，不懂不懂。

直流电机：定子上产生恒定磁场（不转动），转子虽然在转动，但是由于电刷的加持，转子也能产生（相对于定子的）恒定磁场。从原理上讲是完美的电机。从制造上来看，电刷是硬伤。直流电机有最大功率上限，也就是说，当单台直流电机的功率不能超过某一数值。

评注：应注意，为了说明简单，有不严谨的地方，比如所谓的转子磁场实际上并不是转子励磁产生的磁场，而是气隙磁场和转子漏磁场的总和，但是如果定子侧没有任何激励时，我这么说又是严谨的。

怎么控制的？

现在电力电子技术使得我们可以在定子绕组中产生（低通滤波后为）任意形状的电流波形，这么强大，控制产生对称多相电流岂不是轻而易举。值得一提的是，虽然简单来说就是需要用电力电子装置产生对称多相电流，但是该电流的相位一般来说不能任意给定的，而是往往与转子的位置有关（实际上是与转子磁场的位置有关，可以理解为气隙中转子磁场的峰值所在的位置）。

想到这么多，欢迎大家补充。

5. 永磁电机概念

根据电机工作原理可知，永磁同步电机和正弦波电机主要区别有以下两个方面。

一是永磁同步电机内部磁场分布正反矩形波，而正弦波电机内部磁场分布为正弦波。

二是正弦波电机的概念大于永磁同步电机的概念，也就是说正弦波电机可以做成永磁同步电机，也可以做成电励磁同步电机或做成异步电机都是可以的。

6. 永磁球形电机

先是要知道永磁铁的极性与形状没有必然的关系，而是取决于磁化的方向。球形的磁铁，极性象地球那样有NS两极，如何找出两极的位置和极性呢？我这这里介绍一个“土”办法。

找一根磁针，没有的话随手做一根，用一根鏠衣针，在磁铁上擦几下就成了磁针。先用一根柔软的线把针平衡地悬挂起来，就是一个指南针。悬挂的指南针静止下来，指向北方的一端（假设是针尖）就是磁针的S极。然后，将这个磁针靠近那个球形磁铁，磁针的S极（针尖）指向的地方就是球的N极。

7. 永磁电机用途

电机（英文：Electric machinery，俗称“马达”）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M（旧标准用D）表示，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，发电机在电路中用字母G表示，它的主要作用是利用机械能转化为电能。

1.按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。

1）直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。

电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机划分：稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

2）其中交流电机还可划分：单相电机和三相电机。

2.按结构和工作原理可划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。

1）同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。

2）异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。

感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

3.按起动与运行方式可划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4.按用途可划分：驱动用电动机和控制用电动机。

8. 永磁体电机

好！

1、效率高：在转子上嵌入永磁材料后，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子绕组无感生电流，不存在转子电阻和磁滞损耗，提高了电机效率。

2、功率因数高：永磁同步电机转子中无感应电流励磁，定子绕组呈现阻性负载，电机的功率因数近于 1，减小了定子电流，提高了电机的效率。同时功率因数的提高，提高了电网品质因数，减小了输变电线路的损耗，输变电容量也可降低，节省 了电网投资。

3、温升低：转子绕组中不存在电阻损耗，定子绕组中几乎不存在无功电流，因而电机温升低。

4、体积小，重量轻 ，耗材少：同容量 的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小 30％左右。

5、可大气隙化，便于构成新型磁路。

6、电枢反应小 ，抗过载能力强。

9. 永磁电机介绍

永磁电动机是一种矩形脉冲波，电流正弦波电流，混合式永磁电机的形式。

中文名永磁电动机外文名Permanent magnet motor原理采用永磁体生成电机的磁场材质稀土钐-钴、钕铁硼特点结构简单、可靠性高、效率高

永磁电动机的结构形式和永磁材料

永磁电动机的形式有：

（1）矩形脉冲波电流，永磁无刷直流电动机PMBDC具有矩形脉冲波电流。

（2）正弦波电流，永磁磁阻同步电机PSM具有正弦波电流。

（3）混合式永磁电机。

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