家用电器(洗衣机)中的电机调研 (2).doc

家用洗衣机中使用的微特电机调研摘要：电机是洗衣机最为核心的部件，正如电脑的CPU、汽车的发动机一样。洗衣机中的电机的特性如何，直接决定了洗衣机整机的性能、耐用度以及品质。本文通过资料检索和调研，对家用洗衣机中电机的种类、作用，以及洗衣机电机的发展趋势做了一个简要介绍，也大大加深了对专业知识的理解。关键词：洗衣机电机、电机种类、电机发展趋势。正文：1.洗衣机的发展历程1874年，美国人比尔.布莱克斯木质手摇洗衣机，使人类逐步远离手洗时代，这套装置的问世，让那些为提高生活效率而苦想的人士大受启发，洗衣机的改进过程开始大大加快。1880年，美国又出现了蒸汽机洗衣机，蒸汽动力开始取代人力。之后，水力洗衣机，内燃机洗衣机也相继出现。到1910年，美国试制成功世界上第一台电动洗衣机。电动洗衣机的问世，标志着人类家务劳动自动化的开端。电动洗衣机的几经完善，在1922年迎来一种崭新的洗衣机搅拌式。这种洗衣机是在筒中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼 ，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣服和水流不断翻滚，相互摩擦，以此涤荡污垢。受到人们的普遍欢迎。10年以后，美国本德克斯航空公司宣布，他们研制成功第一台前装式滚筒洗衣机，洗涤，漂洗，脱水在一个滚筒内完成。这意味着电动洗衣机的形式跃上一个新台阶，朝自动化又前进了一大步，直到今日，滚筒式洗衣机在欧美国家仍得到广泛的应用。进入90年代，由于电动调速技术的提高，洗衣机实现了宽范围的转速变换与调节，诞生了许多新水流洗衣机。此后，随着电动驱动技术的发展与提高，日本生产出了电动直接驱动式洗衣机，省去了齿轮转动和驱动方式的巨大改革。在中国，由于历史原因，洗衣机起步比较晚，直到1978年才正式生产家用洗衣机。但是，随着人们认识的发展，尤其是改革开放的不断深入，进入80年代后的洗衣机保持着旺盛的发展势头。1983年洗衣机产量由1978年的400台飙升到365万台。此后全国掀起了大规模的技术引进热潮，大约有40多个厂家先后从洗衣机技术先进国引进技术60多项。技术的引进，吸收和创新，极大的提升了国产洗衣机的产业素质与生产能力，缩短了同发达国家之间的差距。2003年的北京洗衣机市场，以海尔双动力洗衣机为代表的第四种洗衣机正在悄悄改变北京洗衣机市场原有的滚筒。1995年以后，洗衣机市场一直是单缸全自动洗衣机称霸天下。 全自动洗衣机的发明是洗衣机技术的一个重大革命，更加节约水资源、增加了更多人性化的考虑。从上可以看出洗衣机的发展历程短暂却发展的迅速，从而表明了洗衣机在今天使用的必然性，也说明了洗衣机是现代化的产物。在洗衣机中电机是必不可少的动力系统，洗衣机的发展从侧面上也促进了洗衣机中微特电机的发展。2.电机简介：电动机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。常见的电动机可分为交流电动机和直流电动机。电动机是随着生产力的发展而发展的，反过来，电动机的发展也促进了社会生产力的不断提高。一个多世纪以来，虽然电动机的基本结构变化不大，但是电动机的类型增加了许多，在运行性能，经济指标等方面也都有了很大的改进和提高，而且随着自动控制系统和计算机技术的发展，在一般旋转电动机的理论基础上又发展出许多种类的控制电动机，控制电动机具有高可靠性高精确度快速响应的特点，已成为电动机学科的一个独立分支。 电机具有大规模集中生产、远距离经济传输、智能化自动控制的突出特点，对近代人类文明的产生和发展起到了重要的推动作用。在现代生活中，电机在家电中扮演了重要的角色，家用电器中电机主要是小功率电机，凡家庭中有转动件的，都是由电机来驱动的，而且绝大部分为中小功率电机，如空调用的室内机风扇电机、室外机的风扇电机、压缩机、室内机转叶电机，洗衣机的转动电机等。家用电器性能与所匹配的小功率电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声直接与家用电器的节能环保有着密切的关系。 3.洗衣机中的电机种类 目前中国家用电器行业增长显著，2010年，在海外市场回暖和内销持续增长的带动下，中国洗衣机产量不断攀升。国家统计局数据显示，2010年111月，中国洗衣机产量达到5565.85万台，同比增长28%。作为洗衣机最重要部分，洗衣机的驱动电机行业也实现了快速增长。目前洗衣机电机主要有感应电机、串激电机、三相变频电机、直刷无流电机等种类。感应电机一般用于低档双桶半自动、全自动洗衣机；串激电机用于中档滚筒洗衣机；三相变频电机、直流无刷电机则用于高档滚筒洗衣机。 A.感应电机 尽管各种新型电机层出不穷，目前家电产品中使用最多的仍是单相感应电机，约占市场容量的80%以上。单相感应电机的结构简单、节能、容易生产成本低、技术成熟、没有电刷、运转噪音不大、寿命长。单相感应电机有自启动能力，但启动时有冲击电流，其速度与负载大小有关，效率一般，通常在50%60%。在北美市场上的搅拌式洗衣机以及国内波轮式洗衣机则大部分采用了单相变极感应电机。与2009年相比2010年洗衣机用感应电机需求增长约为23%，为洗衣机配套的感应电机对成本比较敏感，需求量大。一些大的洗衣机生产商往往自己投资建设电机生产线，如属于海尔集团的章丘海尔电机有限公司、美的集团控股的威灵电机。由于感应电机行业技术门槛较低，因而出现了大量小规模的生产企业。从而感应电机行业呈现整体供大于求，低价竞争情况普遍存在。目前，单相变极感应电机正在逐渐被串激电机或三相变频感应电机所替代。B.串激电机 串激电机一般应用于中档滚筒洗衣机中，2010年，滚筒洗衣机价格战愈演愈烈，销量不断攀升。据威灵电机公司提供的数据，2010年，中国滚筒洗衣机产量从2009年的740万台猛增至1120万台，同比增幅高达51%。在此带动下，洗衣机用串激电机的需求从2009年的565万台增长为近800万台，同比增长42%。虽然串激电机行业仍然处于长期供大于求，但是由于该产品生产厂家相对比较集中，在2010年洗衣机生产旺季仍然出现了供应紧张局面，一些大的生产厂家2011年串激电机产量依然很大。 C.无刷直流电机 无刷直流永磁电机近年来在洗衣机中得到越来越多的应用，其优点是高效率与低噪声。与电子控制器相配合可以进行无级调速。日本在采用无刷直流电机上处于领先地位，其空调及洗衣机广泛地使用无刷直流永磁电机。但由于其没有自启动能力，通常不能脱离电子控制器而单独运行。由于这种电机在高速运转时需要进行弱磁控制，因而其应用受到限制。D.三相感应电机 由于三相感应调频电机的生产工艺比较成熟，其运行可靠性高。电机的转子结构简单，没有绕组、电刷等，因此特别适宜于高速及超高速运行，其效率及力矩在大范围调速中可保持较小的变化。缺点是较难控制其噪音。采用三相变频电机的洗衣机开发成本低、周期短，目前已得到国内企业认可。4.洗衣机中电机发展趋势目前，行业普遍认为，随着社会的发展，洗衣机电机不断向着高功率密度、节能、环保（低噪声）、智能化、舒适化网络化等方面发展。这也决定了变速电机将会成为主流电机，尤其是变频电机和无刷电机，由于具有结构可靠、控制方便、效率高、噪声低等优点，将会受到越来越多的用户的青睐。由于噪声等问题，串激电机未来将会逐步被其他电机技术取代，洗衣机企业推广直流无刷电机、三相变频电机的速度逐渐加快。而家电电机产品也正在向高性能、轻薄短小化、永磁化、无刷化、机电一体化、智能化和组合化发展。电机高性能和轻薄短小化主要是指传统电机产品性能的提高和产品尺寸的缩小。无刷化主要指发展无刷直流电机，以提高产品的可靠性和寿命。无刷电机已经广泛应用于家用电器。组合化主要是为了适应市场对小型化要求。一些国内外知名厂商（如海尔章丘电机工厂）正在加紧研制迷你洗衣机的电机。为响应国家的绿色、环保的倡导，国内洗衣机电机企业都在开发新型电机。电机生产技术向集约化、柔性化、自动化、专业化以及生产协作配套网络化发展。“柔性”可以克服以多品种小批量为特点的微电机生产组织上的困难，生产方式集约化、生产自动化和专业化、生产协作配套网络化则可以使以大批量生产为特点的微电机实现规模化经济。此外，电机的设计会有效地利用系统软件把设计分析、设计综合、优化紧密地联系起来，还将信息管理、图形显示、专家系统等有机地联系起来，构成一个新的集成软件体系，计算越来越精确。为了尽可能提高效率。可以应用新型材料于电机内部或者根据用户要求改进电机结构。变频电机与控制密不可分，随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小。驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。电动机驱动用电约占全球用电量的60%。电机效率的提高对家电产品用能的减少有决定性作用，因此，在中国“十一五”规划提出单位国内总产值能源消耗降低20%左右的目标的大背景下，如何使电机效率更高更节能，已经成为电机发展最重要的方向。国家发展和改革委员会编制的中期能源节约规划中已经将永磁电机视为节能推广产品。 5社会调查实例：通过我从一个在惠通电器厂（冰箱等的装配厂）工作的朋友了解到，国内一些大的公司所用的配件主要为本厂生产，产品的性能与其宣传基本符实，应用比较先进的技术，注重品质，也很注重环保技术，以及人性化设计。而我朋友他们所在的公司一般所使用的电机来自于小生产厂家，相对来说价格低廉，其产品与其宣传基本不符（如其所在冰箱装配厂宣传冰箱为无氟冰箱，实际为求低成本全为比较低廉产品）。电机的售后服务也不太注重。洗衣机的电机一般多为单相电机，质量不太注重。总结与收获随着科学技术的快速发展，电动机作为动力之源被广泛应用于各行各业中，无论是工厂、建筑、军事、医疗、还是家用电器都少不了电动机的存在。电机在现代生活中发挥了巨大的作用。可以说，如果没有电机的存在就没有我们的现代文明。电动机的种类繁多，各种电动机的应用场合也各不相同，有大型的工业应用电机，也有小到家用电器中的中小型电机，甚至一些特殊场合应用的微型电机。特别，是近几年来，随着数字技术的发展，电机应用在各种智能控制系统中，使电机的地位又得到了跨越式的发展。本次调研让我感到电机的研发以及驱动真是一门很精深的学科，我对电机的理解又加深了，让我让我更热爱电机这门学科了。原来对电机基本是一无所知，通过这次资料检索以及社会调研我才发现电机这门学科充满许多有趣的知识，电机对国家各行各业的发展起着极其重要的作用，需要我们年轻一代