电机制造工艺发展概况无刷直流电动机性能的改进离不开高性能磁性材料的应用。发展最早的磁性材料是铝镍钻，这种材料磁能积低，合金中含钻，价格高，但温度特性好，所以至今某些场合还用到它。后来开发出铁氧体，它磁能积并不高，但价格低，因此在一段时间内占了主导地位。再后来是钐钻合金，这种磁性材料很快将传统磁能积数值提高数倍，但台金元素钐价格昂贵，而且是战略控制物资，比黄金贵好几倍，大大限制了它的推广应用。1983年，钕铁硼（NdFeB）的出现引起了磁性材料的一场，它磁能积高，而且不含价格昂贵的合金元素，钕和钐同为稀土元素，但钕价格便宜得多，因此这种新材料得到了广泛的应用。由于有了高磁能积的钕铁硼，从而不需要体积硕大的软磁和激磁绕线包，电机的体积重量因此可以大大减小。66787

用于视听设备、电影机械、计算机中的无刷直流电动机，更要求运行平稳、没有噪声，应该进一步改进的问题中首先是转矩脉动，通过采用计算机辅助设计，进行模拟、分析、计算、比较，研究气隙磁场形状和磁极结构，选择合适的极对数、槽数以及槽口尺寸，改进其性能。随着其应用范围的逐步拓宽，其电机本体多样化趋势已日趋明显。为了满足各种不同需要，也应该开发各种类型的无刷直流电动机。如无槽电机，定子铁心无齿槽只有磁轭，定子绕组直接放在定子铁心轭上：盘式电机，具有两个轴向的气隙，在小容量的情况下，这种电机容易做到低噪声、低振动、低转矩脉动、高效率、高功率密度；和有刷直流电动机相对应，新品种还包括：无刷直流力矩电动机、无刷直线电动机、无刷直流有限转角电动机、低惯量无刷直流电动机等。

2 电力电子技术的发展

无刷直流电机本身就是一个逆变桥供电的永磁同步电机，电力电子装置在其中扮演着极其关键的角色，是进行能量转换的核心。以开关方式运行的功率半导体器件决定了电力电子技术的水平，也是电力电子技术的核心。

第一代功率半导体器件是晶闸管(SCR)，由于它是一种半控型器件，必须配以辅助换流措施才能实现可靠的换流，所以控制线路复杂，效率低，可靠性差。同时，SCR的开关频率低，使得变频电流含有大量的谐波成分，转矩脉动大，噪声及发热严重。论文网

第二代功率半导体器件是全控型器件，包括门极可关断晶闸管（G1D）、大功率晶体管（GTR）、功率场效应晶体管（MOSFET）、静电感应晶体管（SIT）、静电感应晶闸管（SITH）等。但这些器件本身也存在各自的缺点：GTO具有能承受高电压、大电流的特点，适用于大容量逆变器，但由于电流增益太低，所需驱动功率也较大，驱动系统复杂，应用受到了一定的限制；GTR已经模块化，在中小容量装置中得到推广应用，但其功率容量较小，开关速度慢，影响了逆变器的工作频率和输出波形；MOSFET开关速度快，驱动功率小，但器件功率等级低，导通压降大，限制了逆变器的容量。

二十世纪八十年代中期发展起来的一种新型复合型器件——绝缘栅双极晶体管 （IGBT），可称是电力电子器件的一次变革。IGBT集电力MOSFET和GTR的优点于一身，具有电压性控制、响应速度快、输入阻抗高、驱动功率小、开关损耗小、工作频率高、器件容量大的特点，IGBT具有MOSFET的输入特性和GTR的输出特性，其安全工作区宽，具有较高的耐短路电流能力，是一种理想的新型功率半导体器件。目前IGBT模块的生产水平已达3500V／2400A（EUPEC公司）、3300V／2500A（三菱公司），它的出现正将调速系统的性能提高到一个新的水平。