摘要:綜述了國(guó)外永磁傳動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展。應(yīng)用領(lǐng)域拓寬、技術(shù)性能提高；出現(xiàn)一些新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)；應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)與管理，使磁力泵更加高效、可靠與耐用。

關(guān)鍵詞:永磁傳動(dòng)技術(shù)材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用

Abstract：Newdevelopmentonmagneticdrivinginforeigncountryissyntheticallyreviewed.

Applicationsfieldisbecomewideandtechnicalpropertyisimproved;Newtechnique,

technologyandconstructionappear;Magneticdrivepumpsbecomehighefficiency,

rliabilityandlonglifebyusingadvancedmanufacturetechniqueandmanagement.

1應(yīng)用領(lǐng)域拓寬、技術(shù)性能提高

1.1磁力傳動(dòng)是密封領(lǐng)域最有效最安全的解

永磁傳動(dòng)即永磁聯(lián)軸器對(duì)于需要密封的機(jī)械，對(duì)有害、有毒、污染、危險(xiǎn)、純凈、貴重的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程是一最安全解，它的應(yīng)用范圍很寬。石油化工、醫(yī)藥、電影、電鍍、核動(dòng)力等行業(yè)中的液體大都具有腐蝕性、易燃、易爆、有毒、貴重，泄漏會(huì)帶來工作液體的浪費(fèi)與環(huán)境污染；真空、半導(dǎo)體工業(yè)要防止外界氣體的侵入：飲食、醫(yī)藥要保證介質(zhì)的純凈衛(wèi)生。永磁傳動(dòng)技術(shù)在這些領(lǐng)域找到了用武之地。英國(guó)Howard機(jī)械發(fā)展有限公司(HMD)從1946年就致力于無密封泵的制造，至今在全世界37個(gè)國(guó)家已銷售近7萬臺(tái),每年銷售額達(dá)28百萬英鎊[1]。美國(guó)一家制藥廠有上百個(gè)裝有機(jī)械密封的離心泵，處理各種酸類，這些泵由于設(shè)計(jì)問題常常干運(yùn)轉(zhuǎn)，僅能使用2~3個(gè)月就自行破壞，換用了Ansimag公司生產(chǎn)的K1516系列磁傳動(dòng)泵，自1993年投入運(yùn)行（每天操作4.8小時(shí)每年365天）至1998年還在運(yùn)行[2]。美國(guó)中西部的容器板廠，合成苛性納是回轉(zhuǎn)葉片泵密封的極大問題,這里的工程師稱這些泵是“維護(hù)黑夜里的天”安裝了Ansimag公司的ETFE襯里無密封磁力泵,運(yùn)行11個(gè)月沒有停機(jī)[3]。美國(guó)一大型化工廠面臨著輸送甲醇的嚴(yán)重困難。因甲醇易燃，60℃接近沸騰，流量?jī)H7m3/h，壓差高達(dá)250m。問題的解決靠的是Dickow磁傳動(dòng)多級(jí)端吸泵，它的流量是15m3/h，壓差400m,確保了甲醇的零泄漏,保證操作人員與工廠的安全，并解決了甲醇中含有氣泡輸送問題[4]。

1.2磁力泵在技術(shù)性能上向微型,大型化發(fā)展

為滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需要，石油化工公司成套設(shè)備向大型化發(fā)展，我國(guó)必須有一批年產(chǎn)千萬噸級(jí)的煉油廠、百萬噸級(jí)的乙烯裝置。機(jī)械裝備要滿足重負(fù)荷、長(zhǎng)周期、低能耗，并符合環(huán)保要求。我國(guó)在仿制國(guó)外產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，制造磁力泵的材質(zhì)和工藝要求是很高的。即使11~13kW的中小功率泵,其可靠性制造成本也無法讓用戶接受。對(duì)于耐強(qiáng)腐蝕、高壓、高溫的大功率泵尚屬空白。目前磁力泵的發(fā)展極限應(yīng)由HMD公司的產(chǎn)品來描述：流量由1m3/h到681m3/h，壓差由10m到500m，溫度范圍由-100℃到450℃，系統(tǒng)壓力從真空到400bar，原動(dòng)機(jī)功率達(dá)350kW。微型泵是專門為某些部門研究開發(fā)出來的，例如激光器的冷卻、分析儀器的供料、化學(xué)劑的補(bǔ)充、生物工程、冷卻循環(huán)，以至于打印機(jī)的噴嘴等。齒輪泵與電機(jī)一體化封閉聯(lián)接，適用24V、36V直流電源，速度人工自動(dòng)控制。最低流量為10ml/min，壓差7bar。日本Iwaki公司為電鍍、冷卻循環(huán)用的MD系列微型磁力傳動(dòng)齒輪泵的流量范圍是7.5~288L/min，傳動(dòng)功率1/25~1/3馬力。

1.3各種類型的泵均可改造為磁力傳動(dòng)泵

摘要:文章主要對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展方向展開較為深入的分析，首先介紹了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的工作原理，其次針對(duì)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，最后總結(jié)了機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的改進(jìn)及其發(fā)展方向，希望能為相關(guān)人士提供些許參考。

關(guān)鍵詞:機(jī)械傳動(dòng)技術(shù);改進(jìn);發(fā)展方向

機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)作為機(jī)械系統(tǒng)在運(yùn)作過程中的基礎(chǔ)內(nèi)容，同時(shí)還是決定機(jī)械在運(yùn)動(dòng)過程當(dāng)中的整體運(yùn)作效率技術(shù)，尤其在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，運(yùn)用機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的不斷進(jìn)步正在起到重要的催化劑作用，但是根據(jù)我國(guó)工業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀來看，針對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作穩(wěn)定性提出了較高要求，因此，這就需要機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)能夠和現(xiàn)代社會(huì)做到與日俱進(jìn)，進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，及機(jī)械系統(tǒng)的完善。

1機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的工作原理

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)用機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)之前，需要相關(guān)工作人員能夠針對(duì)系統(tǒng)的組成部分和實(shí)際情況展開深入分析，一般來講，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要是由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和執(zhí)行結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面進(jìn)行組建而成，而在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的原動(dòng)機(jī)是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行開展工作的關(guān)鍵因素，不同的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由于具備不同的功能和使用目的，所以將呈現(xiàn)在執(zhí)行結(jié)構(gòu)的功能方面。與此同時(shí)，在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的原動(dòng)機(jī)雖然結(jié)構(gòu)相對(duì)于簡(jiǎn)單，但是執(zhí)行機(jī)構(gòu)相對(duì)于復(fù)雜些，因此，為了能更好的適應(yīng)于單一的動(dòng)力來源之下實(shí)現(xiàn)復(fù)雜執(zhí)行功能，就需要在實(shí)際工作中運(yùn)用復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。只有運(yùn)動(dòng)部位具備傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這樣才可以跟隨機(jī)械設(shè)備進(jìn)行發(fā)展和整改，就能整改齒輪傳動(dòng)等接觸式的傳動(dòng)方式，同時(shí)還會(huì)在該基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，進(jìn)而提升機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)作效率。

2機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

摘要:綜述了國(guó)外永磁傳動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展。應(yīng)用領(lǐng)域拓寬、技術(shù)性能提高；出現(xiàn)一些新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)；應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)與管理，使磁力泵更加高效、可靠與耐用。

關(guān)鍵詞:永磁傳動(dòng)技術(shù)材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用

Abstract：Newdevelopmentonmagneticdrivinginforeigncountryissyntheticallyreviewed.

Applicationsfieldisbecomewideandtechnicalpropertyisimproved;Newtechnique,

technologyandconstructionappear;Magneticdrivepumpsbecomehighefficiency,

rliabilityandlonglifebyusingadvancedmanufacturetechniqueandmanagement.

摘要:綜述了國(guó)外永磁傳動(dòng)技術(shù)的最新發(fā)展。應(yīng)用領(lǐng)域拓寬、技術(shù)性能提高；出現(xiàn)一些新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)；應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)與管理，使磁力泵更加高效、可靠與耐用。

關(guān)鍵詞:永磁傳動(dòng)技術(shù)材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用

Abstract：Newdevelopmentonmagneticdrivinginforeigncountryissyntheticallyreviewed.

Applicationsfieldisbecomewideandtechnicalpropertyisimproved;Newtechnique,

technologyandconstructionappear;Magneticdrivepumpsbecomehighefficiency,

rliabilityandlonglifebyusingadvancedmanufacturetechniqueandmanagement.

1應(yīng)用領(lǐng)域拓寬、技術(shù)性能提高

1.1磁力傳動(dòng)是密封領(lǐng)域最有效最安全的解

永磁傳動(dòng)即永磁聯(lián)軸器對(duì)于需要密封的機(jī)械，對(duì)有害、有毒、污染、危險(xiǎn)、純凈、貴重的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程是一最安全解，它的應(yīng)用范圍很寬。石油化工、醫(yī)藥、電影、電鍍、核動(dòng)力等行業(yè)中的液體大都具有腐蝕性、易燃、易爆、有毒、貴重，泄漏會(huì)帶來工作液體的浪費(fèi)與環(huán)境污染；真空、半導(dǎo)體工業(yè)要防止外界氣體的侵入：飲食、醫(yī)藥要保證介質(zhì)的純凈衛(wèi)生。永磁傳動(dòng)技術(shù)在這些領(lǐng)域找到了用武之地。英國(guó)Howard機(jī)械發(fā)展有限公司(HMD)從1946年就致力于無密封泵的制造，至今在全世界37個(gè)國(guó)家已銷售近7萬臺(tái),每年銷售額達(dá)28百萬英鎊[1]。美國(guó)一家制藥廠有上百個(gè)裝有機(jī)械密封的離心泵，處理各種酸類，這些泵由于設(shè)計(jì)問題常常干運(yùn)轉(zhuǎn)，僅能使用2~3個(gè)月就自行破壞，換用了Ansimag公司生產(chǎn)的K1516系列磁傳動(dòng)泵，自1993年投入運(yùn)行（每天操作4.8小時(shí)每年365天）至1998年還在運(yùn)行[2]。美國(guó)中西部的容器板廠，合成苛性納是回轉(zhuǎn)葉片泵密封的極大問題,這里的工程師稱這些泵是“維護(hù)黑夜里的天”安裝了Ansimag公司的ETFE襯里無密封磁力泵,運(yùn)行11個(gè)月沒有停機(jī)[3]。美國(guó)一大型化工廠面臨著輸送甲醇的嚴(yán)重困難。因甲醇易燃，60℃接近沸騰，流量?jī)H7m3/h，壓差高達(dá)250m。問題的解決靠的是Dickow磁傳動(dòng)多級(jí)端吸泵，它的流量是15m3/h，壓差400m,確保了甲醇的零泄漏,保證操作人員與工廠的安全，并解決了甲醇中含有氣泡輸送問題[4]。

1.2磁力泵在技術(shù)性能上向微型,大型化發(fā)展

為滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需要，石油化工公司成套設(shè)備向大型化發(fā)展，我國(guó)必須有一批年產(chǎn)千萬噸級(jí)的煉油廠、百萬噸級(jí)的乙烯裝置。機(jī)械裝備要滿足重負(fù)荷、長(zhǎng)周期、低能耗，并符合環(huán)保要求。我國(guó)在仿制國(guó)外產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，制造磁力泵的材質(zhì)和工藝要求是很高的。即使11~13kW的中小功率泵,其可靠性制造成本也無法讓用戶接受。對(duì)于耐強(qiáng)腐蝕、高壓、高溫的大功率泵尚屬空白。目前磁力泵的發(fā)展極限應(yīng)由HMD公司的產(chǎn)品來描述：流量由1m3/h到681m3/h，壓差由10m到500m，溫度范圍由-100℃到450℃，系統(tǒng)壓力從真空到400bar，原動(dòng)機(jī)功率達(dá)350kW。微型泵是專門為某些部門研究開發(fā)出來的，例如激光器的冷卻、分析儀器的供料、化學(xué)劑的補(bǔ)充、生物工程、冷卻循環(huán)，以至于打印機(jī)的噴嘴等。齒輪泵與電機(jī)一體化封閉聯(lián)接，適用24V、36V直流電源，速度人工自動(dòng)控制。最低流量為10ml/min，壓差7bar。日本Iwaki公司為電鍍、冷卻循環(huán)用的MD系列微型磁力傳動(dòng)齒輪泵的流量范圍是7.5~288L/min，傳動(dòng)功率1/25~1/3馬力。

1.3各種類型的泵均可改造為磁力傳動(dòng)泵

摘要：文章對(duì)水利樞紐工程中機(jī)電傳動(dòng)裝置技術(shù)影響因素進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)電設(shè)備的傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，旨在不斷的提高水利機(jī)電設(shè)備的施工質(zhì)量和安全系數(shù)。

關(guān)鍵詞：水利工程；機(jī)電設(shè)備；安裝與維修

1異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能和工作特性

高壓三相異步電動(dòng)機(jī)的定子，從電力網(wǎng)吸收電能，并將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。最后，機(jī)械能通過桿軸輸出到給水泵，使水泵完成傳動(dòng)的過程。通過分析，異步電動(dòng)機(jī)的性能優(yōu)勢(shì)由下述參數(shù)決定。1.1電動(dòng)機(jī)效率參數(shù)。效率=P2/P1×100%（即，輸出功率P2和輸入功率P1的比）。同樣的負(fù)荷條件，電動(dòng)機(jī)的效率越高，能源的利用率越高，越省電。因此，電動(dòng)機(jī)的效率是需要在固定負(fù)荷條件下，在符合相關(guān)規(guī)定和要求前提下，發(fā)揮電動(dòng)機(jī)更大的效率。1.2電動(dòng)機(jī)功率參數(shù)。設(shè)備功率對(duì)于電氣設(shè)備的利用率有著非常重要的影響。電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，它不僅能夠從電源吸收有功功率，而且還吸收了無功功率。所謂低功率，就表示設(shè)備運(yùn)行中從電源吸收更多的無功功率，增加電力網(wǎng)的負(fù)荷，降低機(jī)器的利用率。水利樞紐的電動(dòng)機(jī)的力率約為0.8，未能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，所以，選擇使用了并聯(lián)高電壓電容器的無功補(bǔ)償技術(shù)，以此提升功率。1.3電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)扭矩參數(shù)。初期的啟動(dòng)扭矩，它直接與電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)相關(guān)。1.4電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流參數(shù)。太大的啟動(dòng)電流，可能會(huì)導(dǎo)致電源線的電壓下降過大，降低電壓，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命以及正常運(yùn)轉(zhuǎn)。1.5電動(dòng)機(jī)最大與最小扭矩。由上可知，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)是在電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的綜合考察以及計(jì)算來獲得的。當(dāng)電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，還應(yīng)測(cè)試以及檢查。就異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性來分析，當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)在額定電壓下運(yùn)行能夠得到各項(xiàng)性能指標(biāo)與輸出功率之間存在的關(guān)聯(lián)性，我們稱其為工作特性，并通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行判定。泵站的啟動(dòng)會(huì)使得電壓下降，在相關(guān)規(guī)定中，要求此時(shí)電壓下降不應(yīng)該大于定格値的10%，同時(shí)，啟動(dòng)電流不能夠大于輸電網(wǎng)的過載。在泵站啟動(dòng)時(shí)，需要能夠滿足電動(dòng)機(jī)本身的特性需求。如果能夠滿足這些前提，那么高壓的異步電動(dòng)機(jī)通常會(huì)選擇運(yùn)用全壓?jiǎn)?dòng)，并通過機(jī)械手段對(duì)其進(jìn)行制動(dòng)。在某種情況下，水利樞紐泵站也會(huì)選擇使用同步電動(dòng)機(jī)，然而，需要注意的是，同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中涉及到非常復(fù)雜的勵(lì)磁裝置。

2機(jī)電傳動(dòng)裝置穩(wěn)定運(yùn)行的條件

在水利泵站的傳動(dòng)裝置中，為了保證相關(guān)設(shè)備和裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，首先必須要確保電動(dòng)機(jī)與水泵保持統(tǒng)一的機(jī)械特性，保障其正常運(yùn)行。第一，系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)勻速運(yùn)行；第二，系統(tǒng)如果受到外部干擾，導(dǎo)致其運(yùn)轉(zhuǎn)速度發(fā)生變動(dòng)時(shí)，要在去除這些因素的影響后，確保其能夠依舊保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)與水泵系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，有如下基礎(chǔ)條件。2.1水泵的揚(yáng)程曲線以及機(jī)械效率特性曲線水泵的揚(yáng)程曲線和水泵的機(jī)械效率特性曲線有交點(diǎn)，如圖1所示。圖1異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能以及工作特性2.2速度比與平衡點(diǎn)如果速度比與平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度較大的時(shí)候，也就是說，當(dāng)外部干擾導(dǎo)致速度增加時(shí)，速度比應(yīng)該小于平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)值。如果去除外部因素影響，速度比小于平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)值，當(dāng)速度小于與平衡點(diǎn)相對(duì)的速度時(shí)，速度比大于平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)值，即當(dāng)外部干擾因素導(dǎo)致轉(zhuǎn)速出現(xiàn)下降，這種干擾消除之后，速度比應(yīng)該大于平衡點(diǎn)對(duì)應(yīng)值，這種特性調(diào)整是電氣機(jī)械傳輸系統(tǒng)的最佳工作狀態(tài)。

摘要：隨著我國(guó)機(jī)械制造水平的不斷發(fā)展，制造了大量功率和容量要求較高的計(jì)算設(shè)備，其中液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)是一種新型傳動(dòng)技術(shù)，其已廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造等領(lǐng)域，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平起到關(guān)鍵性作用。這種傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用液體作為介質(zhì)進(jìn)行相關(guān)傳動(dòng)控制，可有效提高機(jī)械的工作效率和能源利用率。因此本文主要對(duì)液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行闡述，并分析了該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況和存在的問題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造；液壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)；應(yīng)用

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)是一種流體傳動(dòng)與控制技術(shù)有效結(jié)合的先進(jìn)技術(shù)，其主要包括動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件[1]。該系統(tǒng)采用液體作為能量傳動(dòng)以及控制的有效介質(zhì)，并由元件回路控制對(duì)能量進(jìn)行傳遞。目前該系統(tǒng)已在諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域已離不開液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的大量使用，其也促使機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的不斷發(fā)展，因此研究液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的實(shí)際應(yīng)用情況意義重大。

一、液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

1.液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下4點(diǎn)：首先是功率高，液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)主要由動(dòng)力元件、液壓元件、控制元件和液壓輔助元件等組成。與傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)相比，這種系統(tǒng)的液壓機(jī)械傳動(dòng)功率相對(duì)較大，同時(shí)這種系統(tǒng)引入了微電子技術(shù)，使得該系統(tǒng)的功能集成化程度高，可在較小空間內(nèi)達(dá)到功率有效控制。其次是小型化，這是由于液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)的各元件高度集成化的特點(diǎn)，使得該系統(tǒng)小型化、輕質(zhì)化發(fā)展。同時(shí)由于系統(tǒng)內(nèi)部各元件的相互協(xié)作性較好，也使得該系統(tǒng)可操作程度高，可針對(duì)不同的工作要求進(jìn)行有效的液壓機(jī)械傳動(dòng)。接下來是穩(wěn)定性好。這種液壓機(jī)械傳動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用可將機(jī)械工作過程中產(chǎn)生的熱量通過液壓油流動(dòng)傳遞，可有效降低系統(tǒng)溫度，避免系統(tǒng)局部過熱的情況，進(jìn)而保證機(jī)械的使用穩(wěn)定性。同時(shí)由于上述原因，該系統(tǒng)也可用于低速重載條件的液壓機(jī)械傳動(dòng)。最后是自動(dòng)換擋功能，為了使得操作人員根據(jù)相關(guān)要求對(duì)機(jī)械進(jìn)行簡(jiǎn)便靈活操作，提高機(jī)械工作效率，可使用這種液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動(dòng)換擋功能，可根據(jù)實(shí)際工作條件和機(jī)械運(yùn)行要求的不同進(jìn)行有效的擋位自動(dòng)調(diào)節(jié)，方便操作人員進(jìn)行工作裝置的操作，不要考慮擋位操作的問題，可降低機(jī)械工作中的操作失誤概率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體機(jī)械的工作效率。

摘要：本文通過分析電力電子技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，再結(jié)合電力電子技術(shù)在我國(guó)電力機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，指出了寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)是今后從事電力電子技術(shù)研究的重要方向，并提出了繼續(xù)探究?jī)?yōu)化改型IGBT和SiC功率器件在電力機(jī)車上的應(yīng)用研究，對(duì)促進(jìn)我國(guó)電力機(jī)車的發(fā)展具有重大意義。

關(guān)鍵詞:電力電子技術(shù)；電力機(jī)車；牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)

隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，電力機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生了巨大的變化。20世紀(jì)中后期，采用交直傳動(dòng)系統(tǒng)的韶山型電力機(jī)車在我國(guó)鐵路交通運(yùn)輸中占主導(dǎo)地位，但隨著現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)的快速發(fā)展，采用交直交傳動(dòng)系統(tǒng)的和諧系列電力機(jī)車，在生產(chǎn)實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用，并逐漸取代了韶山型電力機(jī)車。在電力機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷程中，電力電子技術(shù)承擔(dān)著舉足輕重的作用，因此，電力電子技術(shù)在電力機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究具有重要意義。

1電力電子技術(shù)的發(fā)展

1947年，第一只晶體管的研制成功，開創(chuàng)了半導(dǎo)體固態(tài)電子學(xué)，20世紀(jì)50年代功率半導(dǎo)體二極管的出現(xiàn)，提高了整流電路的效率。1957年美國(guó)通用電氣公司研制出第一只可控型電力電子器件———晶閘管，次年得以商業(yè)化，標(biāo)志著對(duì)電能變換與控制的電力電子技術(shù)誕生。電力電子技術(shù)是一門新型技術(shù)，但是發(fā)展快速，其原因有兩個(gè)：一是：人類電氣化時(shí)代，電能在國(guó)民工業(yè)中的應(yīng)用比重已成為衡量一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的重要指標(biāo)，電力電子技術(shù)適應(yīng)了當(dāng)今世界人們對(duì)電能的巨大需求以及能源利用效率的不斷追求，利用電力電子技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)交流到直流（AC/DC）、直流到交流（DC/AC）、交流到交流（AC/AC）、直流到直流（DC/DC）等多形式的能量變換，這為太陽能、風(fēng)能等清潔能源的利用，高效的交流傳動(dòng)，以及高壓直流輸電等各領(lǐng)域的應(yīng)用打開了廣闊的前景。二是：電力電子器件的發(fā)展極大地?cái)U(kuò)展了電力電子技術(shù)應(yīng)用的功率范圍，微處理器的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了控制數(shù)字化，快速推進(jìn)了電力電子技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展。1.1傳統(tǒng)電力電子技術(shù)。晶閘管的發(fā)明擴(kuò)展了半導(dǎo)體器件的功率控制范圍，在二十世紀(jì)60年代得到快速推廣，主要應(yīng)用于大功率整流器。二十世紀(jì)60年代普遍較大功率的工業(yè)用電由工頻交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，其中有近20%的電力是給直流用電負(fù)載使用，而大功率硅整流器實(shí)現(xiàn)了將工頻交流電轉(zhuǎn)換成直流電。晶閘管具有體積小、功耗小、效率高、可控等特點(diǎn)，用它構(gòu)成的變流裝置具有壽命長(zhǎng)、易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因此，晶閘管的開發(fā)與應(yīng)用在上世紀(jì)六、七十年代得到了快速發(fā)展。由于晶閘管的關(guān)斷不可控，需要依靠外加電路或外加反向電壓來實(shí)現(xiàn)關(guān)斷，這就限制了晶閘管的應(yīng)用。隨著科技的發(fā)展，多種多樣的負(fù)載不斷涌現(xiàn)，對(duì)需求的電能提出了更高的要求，在二十世紀(jì)70年代，全控型器件出現(xiàn)了，并逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位，如快速晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管。全控型器件具有自身可關(guān)斷性能和較高開關(guān)速度，在整流、逆變、斬波、變頻電路中得到了廣泛應(yīng)用，電力電子技術(shù)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展。但是快速晶閘管、門極可關(guān)斷晶閘管工作頻率不高，只能在中低頻的范圍內(nèi)應(yīng)用。1.2現(xiàn)代化電力電子技術(shù)。20世紀(jì)80年代初期，大功率絕緣柵雙極晶體管（IGBT）的出現(xiàn)把電力電子技術(shù)的應(yīng)用帶入高頻及中大功率領(lǐng)域。IGBT具有較高綜合性能，開關(guān)頻率方面，一般可達(dá)10kHz至20kHz，小功率的甚至高達(dá)100kHz；電壓等級(jí)方面，最高電壓已達(dá)到6500V，該電壓下的電流可達(dá)750A，1700V電壓等級(jí)的電流可達(dá)2400A；溫度方面，最高可達(dá)175℃。開關(guān)器件的高頻化也促進(jìn)了電感器件體積的成倍縮小。大中型功率高頻IGBT的發(fā)展持續(xù)促進(jìn)著電力電子設(shè)備朝輕重量、小體積、高效能方面發(fā)展，再結(jié)合日益進(jìn)步的微處理芯片技術(shù)，現(xiàn)代電力電子技術(shù)已實(shí)現(xiàn)了全控化、集成化、高頻化、控制技術(shù)數(shù)字化和電路形式弱電化，應(yīng)用場(chǎng)合越來越廣泛。由于負(fù)載對(duì)供電電能的質(zhì)量要求越來越高，科研工作者還在不斷進(jìn)行IGBT改型研究。經(jīng)過多年應(yīng)用發(fā)展Si器件為基礎(chǔ)的電力電子技術(shù)相當(dāng)成熟，Si器件在開關(guān)頻率、通態(tài)壓降以及結(jié)溫等性能指標(biāo)上難以繼續(xù)提升，發(fā)展空間較小。新一代寬禁帶半導(dǎo)體材料（如碳化硅）的電力電子器件具有比硅器件高得多的耐受高電壓的能力、低得多的通態(tài)電阻、更好的導(dǎo)熱性能和熱穩(wěn)定性以及更強(qiáng)的耐受高溫和射線輻射的能力等。當(dāng)前寬禁帶半導(dǎo)體器件的發(fā)展一直受制于材料的提煉、制造以及半導(dǎo)體的制造工藝水平，尚處于起步階段。目前，我國(guó)在應(yīng)用寬禁帶半導(dǎo)體方面也進(jìn)行了初步的研究。寬禁帶半導(dǎo)體在照明中應(yīng)用已形成一定規(guī)模，2017年我國(guó)氮化物半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值突飛猛進(jìn)，突破了5000億。同時(shí)，微波毫米波器件已開始應(yīng)用于通訊、衛(wèi)星通信、對(duì)抗、雷達(dá)等領(lǐng)域。未來，寬禁帶半導(dǎo)體將在新能源汽車、電力轉(zhuǎn)換等行業(yè)有著越來越廣泛的應(yīng)用。由此可見，寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)是我們從事電力電子技術(shù)研究的一個(gè)重要方面。

2電力電子技術(shù)在我國(guó)電力機(jī)車牽引電傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：首先介紹了非公路礦用汽車液力機(jī)械傳動(dòng)和電傳動(dòng)形式的特點(diǎn)，其次從新型燃料、混合動(dòng)力、純電驅(qū)動(dòng)等方面綜述了其節(jié)能技術(shù)的相關(guān)研究，然后分析了該車型儲(chǔ)能系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的技術(shù)進(jìn)展，并概括了通過優(yōu)化控制策略提升電傳動(dòng)系統(tǒng)能量利用率的相關(guān)研究。最后總結(jié)為混合動(dòng)力技術(shù)有望成為非公路礦用汽車的主要節(jié)能途徑。

關(guān)鍵詞：非公路礦用汽車；露天礦山；混合動(dòng)力；能量效率；控制策略

礦業(yè)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，合理開發(fā)利用與保護(hù)礦產(chǎn)資源，確保資源供給和資源安全，是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展和高品質(zhì)生活、建設(shè)美麗中國(guó)的重點(diǎn)之一。對(duì)于礦業(yè)行業(yè)來說，發(fā)展綠色礦業(yè)、建設(shè)綠色礦山是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措。非公路礦用汽車作為露天礦山完成巖石土方剝離與礦石運(yùn)輸任務(wù)的主要裝備，其工作特點(diǎn)為運(yùn)程短、承載重，常用大型電鏟或液壓鏟進(jìn)行裝載，往返于采掘點(diǎn)和卸礦點(diǎn)，其經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)很大程度上決定了是否能貫徹落實(shí)綠色礦山建設(shè)理念。因此，非公路礦用汽車的節(jié)能減排是當(dāng)前整車制造和礦山企業(yè)面臨的重要問題。

1非公路礦用汽車的傳動(dòng)形式

非公路礦用汽車的傳動(dòng)形式包括液力機(jī)械傳動(dòng)和電傳動(dòng)2種，如圖1所示。液力機(jī)械傳動(dòng)通過液力機(jī)械自動(dòng)變速器、傳動(dòng)軸、車橋?qū)⒉裼蜋C(jī)的動(dòng)力傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，主要用于百噸級(jí)以下的車型。電傳動(dòng)礦用汽車是工程機(jī)械中行駛速度最快、技術(shù)含量最高的產(chǎn)品，載重量從百噸以上至400t，廣泛應(yīng)用于煤和鐵礦石的開采運(yùn)輸。相比機(jī)械傳動(dòng)方式，電傳動(dòng)無需液力變矩器、變速箱和驅(qū)動(dòng)橋等部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以降低機(jī)械傳動(dòng)部件的制造成本，安裝維修也更為方便，傳動(dòng)具有較高的響應(yīng)速度。國(guó)外的電傳動(dòng)系統(tǒng)生產(chǎn)開發(fā)主要集中在通用電氣和西門子兩家企業(yè)，按照驅(qū)動(dòng)電機(jī)的不同可以分為交流發(fā)電機(jī)-直流電動(dòng)機(jī)的直流電傳動(dòng)與交流發(fā)電機(jī)-交流電動(dòng)機(jī)的交流電傳動(dòng)類型。后者的功率密度更高，可靠性及傳動(dòng)效率也更有優(yōu)勢(shì)。電傳動(dòng)礦用汽車下坡制動(dòng)時(shí)，整車的慣性能量（動(dòng)能和勢(shì)能）轉(zhuǎn)換為電能并通過制動(dòng)電阻柵轉(zhuǎn)換成熱能消耗，以此來實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)。當(dāng)車輛處于長(zhǎng)距離下坡制動(dòng)的工況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)必須處于高怠速、高油耗狀態(tài)才能滿足牽引電機(jī)冷卻、機(jī)械制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等對(duì)能量的需求。開展非公路礦用汽車的節(jié)能技術(shù)研究、降低燃油消耗率、實(shí)現(xiàn)能量的高效利用成為目前該領(lǐng)域廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

2非公路礦用汽車節(jié)能技術(shù)方案