【关键词】永磁调速；变频调速；节能调节技术；转速控制
目前，实现调速的方法主要有变频调速、液耦调速以及永磁调速等方法。变频调速是目前应用最广，技术相对成熟的调速技术；永磁调速是一种透过气隙传递转矩的“革命性”传动技术，因其高效节能、简单可靠、震动噪音小等诸多优点，在调速领域的应用也越来越广；而液耦调速由于调节精度低、调速范围有限、低速转差损耗大、控制精度低、线性度差、响应慢、容易漏液等原因，其运用正在逐步减少。
本文主要针对永磁调速和变频调速两种调节方式，从技术和经济两方面进行了比较和分析。
1 永磁调速和变频调速的基本原理
永磁调速是一种透过气隙传递转矩的传动技术。它以现代磁学为基本理论基础，通过调节永磁体和导体之间的气隙或耦合面积，来改变负载端的输出转矩，从而实现控制负载端流量或压力的变化。 永磁调速装置主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，导体转子和永磁转子之间无机械连接，电机旋转时带动导体转子旋转，切割磁力线产生涡电流，该涡电流在导体转子上产生感应磁场，使导体转子与永磁转子间互相拉动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。永磁调速的特点是电机转速基本不变，当负载端的控制信号（如压力、流量等）变化后，由执行器对信号进行识别和转换，通过调节导体转子与永磁转子之间空气间隙的大小，来改变负载端功率的输出。
图1 永磁调速驱动器示意图
变频调速的基本原理为：异步感应电动机的转速n与电源频率f、转差率s、电机极对数p三个参数有如下线性关系：
n = 60f （ 1 - s ） / p。
改变其中任何一个参数都可以实现转速的改变。变频器是通过改变电源频率f 的方式来改变电动机转速的。根据泵的相似定律，可知泵的功率与转速的三次方成正比，通过改变转速，轴功率会大大降低，从而实现节能。
2 永磁调速和变频调速的技术性比较
永磁调速和变频调速都是高效节能的调速技术，但是二者从原理、构造、使用维护以及对运行环境的适应能力等都有明显的差异。下面从安装、运行和检修维护三方面对两种调速技术进行了对比分析：
永磁调速和变频调速技术性比较
项目 永磁调速 变频器调速
工作原理 无机械连接，气隙传递扭矩 电子变频率
安装 安装难度 容易 难
轴系找中 电机轴和泵轴之间无机械连接，
轴系找中要求低 电机轴和泵轴之间机械刚性连接，轴系找中要求高
附属厂房及设 备安装工作量 除了两轴之间永磁装置和永磁 执行器之外无其他附件，安装工 作简易 由于变频器电气元件对环境要 求很高，整套变频系统除了变 频设备和连接电缆之外，需要 设置单独的带空调设备的变频 器室，来确保变频器安全稳定 运行，所以附属房间和设备的工作量很大。
运行 效率 96%～99% 98%以上（进口），96%（国产）
输入电压敏感 无电气元件，对输入电压要求很 低 对输入的电压敏感，不同电压 等级的变频器设置不同，电压等级越高，设置越复杂。
过载保护 通过滑差来实现过载保护 过流保护
系统减震 由于轴系之间无机械刚性连接， 且泵在最佳工况下运行，可以有效地降低震动。 由于变频器只是对电机进行控 制，泵与电机之间还是传统的
机械连接
运行环境要求 可适用于室外、高粉尘、矿井、
轮船等恶劣环境 需要防雷，空调，防尘，对环境
要求很高
能频繁启停 是 否
响应速度 较慢 快
调节精度 较高 很高
增加轴承油封
和系统寿命 是 否
软启动 空载启动 低频启动
输入功率因数 同电机 低于电机
电力谐波 无 较高
使用寿命 25 年以上 10 年左右
维护 与检 修 故障查找难度 容易 较难
故障点数量 最少 较多
轴承油封更换 频率 极低 高
维护难易度 只需要钳工对永磁机械设备进 行维护，操作简单，维护检修时 间短，人员要求低。 需要电气专业工程师对变频设 备进行检查，由于变频器电气 元件和设备复杂，所需人员要
求和时间也较高。
通过对比可以看出，永磁调速技术在效率、调节精度和响应速度三个方
面略比变频差，其余方面都是要比变频调速有优势。
3 永磁调速和变频调速的经济对比
以某发电厂每台机组配两台50%的凝结水泵，对两种调速方式在造价、安装调试、运营和维护费用进行经济性比较，见下表：
凝结水泵永磁调速和变频调速经济对比
项目 永磁调速 变频器调速
凝结水泵 扬程300mH2O，流量600m3/h， 电机功率650kW，电压等级6kV
造价 调速器价格 进口设备：108 万元/台 进口设备：130 万元/台
材料配件 1万元 8万元（变频电缆5万元，制冷空调3万元）
数量 2 1
附属厂房造价 无附属厂房 变频室（4*9M）：10.8万元
小计
217万元 进口设备：148.8万元
运营成本 纯机械结构 制冷系统年耗能（5.6%）：12.74万元/年
维护成本 油脂等维护：0.2万元/年 模块损坏更换等1万元/年
由于变频器使用年限只有10年，在第11年和第21年的时候必须重新购置新变频器，设备安装调试费率按照10%，贴现率按照8%，那么在工程建设初期进口设备投资费用为148.8×1.1+52.8÷1.0811+52.8÷1.0821=259万元。
永磁一次安装可以使用30年，由于永磁调速安装调试简单，设备安装调试费率按照1%，那么在工程建设初期设备投资费用为217×1.01=219万元。
总体来说， 无论从初投资还是后续运营及维护，凝结水泵采用永磁较进口变频调速造价要经济。
4 结束语
六朝古都南京，钟灵毓秀、虎踞龙蟠。千年的城池，人杰地灵，记载着几多惊心动魄的史话，又传颂着几多可歌可泣的伟绩。作为中国最早建立的高等学府之一，素有“学府圣地”和“东南学府第一流”之美誉的东南大学，就坐落在这历史古都。在东南大学电气工程学院，现年53岁的程明教授，与千年历史为邻，以古都史话为友，20余载不倦不辍，只为一探电机之神奇，一究科学之真谛。
1960年，程明出生于江淮中部平原一户普通人家。童年及求学期间遭遇了的他，回忆过去，深有感触地说，那段经历留给他的已不再是让人不堪的痛苦，而是一笔宝贵的精神财富，因为那段困难的时期，造就了他坚强、执著的品质，培养了他改变自我命运、改变民族命运的强烈责任感。
苦心钻研方成学术翘楚
他的声音从电话那端传来，浑厚中透着儒雅谦逊的学者之气。
他，从事电机系统及控制等领域的科研工作超过25年，在国际上正式提出了“定子永磁型电机”这一概念，并逐渐为国际电机界所接受。近年来他对风力发电技术进行了较为深入的研究，取得了多项创新成果。在电动车驱动控制领域，他开拓了电动车用永磁电机驱动系统的新领域，将定子永磁电机应用于电动车驱动，提出了混合动力汽车用新型电子无级调速系统等。
众多亮点――科研先锋填补业界空白
上世纪90年代以来，国际上出现了双凸极永磁电机、磁通切换永磁电机、磁通反向永磁电机等三大类新型永磁电机，其特点均为将永磁体与电枢绕组置于定子，转子既无永磁体也无绕组，具有一系列优点。
程明教授在国内最早开展该类新型永磁电机驱动系统的研究，先后承担了近10项国家自然科学基金项目、教育部博士点基金、江苏省高技术研究项目等，对该类电机的拓扑结构、分析设计理论、控制策略与控制方法等进行了系统深入的研究，在国际上正式提出了“定子永磁型电机”这一概念，并逐渐为国际电机界所接受。在国内外120余篇（SCI收录40多篇），获授权发明专利15项，研究成果“定子励磁型无刷电机及控制系统的理论与应用”于2012年通过成果鉴定，以著名电机与电力电子专家马伟明院士为主任委员的鉴定委员会认为：该项成果“推动了定子励磁型无刷电机新分支的建立，丰富和发展了电机理论”、“研究成果整体上达到国际先进水平，其中在线调磁和非线性变网络等设计与分析理论、转矩脉动抑制与容错控制策略处于国际领先地位”。相关成果还曾获2005年江苏省科技进步奖二等奖和2009年IET Premium Award in Electric Power Application。
在新型永磁电机驱动系统研究领域，程明提出了励磁系统置于定子的多种新型无刷结构，揭示了定子励磁型无刷电机的能量转换机理：创建了定子励磁型无刷电机系统的通用设计理论，并针对性地提出了多种适合不同领域的新型设计方法：基于自整定模糊PI控制、磁场重构、实时效率优化等先进控制策略，建立了定子励磁型无刷电机系统的控制理论：提出了转矩脉动抑制新方法：提出了定子永磁电机驱动系统的冗余结构与容错控制策略以及奠定了“定子永磁型”电机驱动系统的概念与内涵。
科技创新――瞄准风力发电御风飞翔
我国风力发电的发展潜力巨大，但近两年行业发展却陷入了低潮。这是因为过去几年我国风力发电行业发展过猛，在政策和资本的诸多“利好”形势之下，大批资本相继涌入了风电制造业，国内风机制造厂商在数量上亦是翻倍增长，由此导致了行业门槛没有规范、产能过剩、产品质量参差不齐等问题。
程明教授表示，我国风电产业发展太快了并不完全是件好事，由于发展太快，很多问题还没来得及认识，没有及时得到解决就上了大批量，若干年后风电设备将逐渐暴露出大量积累的问题。由此，他建议风电产业的发展和进步不应盲目追求风电机组的装机容量，而应从我国各地区风场风资源的优劣、当地电力需求以及电网输配电能力状况、风机性能以及发展通盘规划，有序调控、全面协调、均衡平稳地发展。
近年来，程明教授对风力发电技术进行了较为深入的研究，包括基础研究、技术开发、成果转化等。承担了国家“863”项目“电气无级变速双功率流风力发电机组关键技术研究”、国家自然科学基金重点项目“混合磁路发电机与电动机驱动控制技术研究”和“定子永磁型风力发电系统关键基础问题”、国家自然科学基金项目“电气无级变速双功率流风力发电系统的关键基础问题”、江苏省高技术研究项目“双凸极永磁风力发电机及分布式风力发电系统研究”、江苏省科技成果转化资金项目“应用于风力发电的MW级双凸极无刷直流发电机及配套设备的开发及其产业化”、江苏省创新学者攀登项目“新型自增速永磁风力发电系统及控制”等课题10多项，取得了多项创新成果。例如，他提出了电气无级变速风力发电新思路，提出了一种基于磁齿轮原理的风力发电机拓扑结构，建立了双凸极永磁/混合励磁风力发电系统的理论与技术，提出了风力发电系统的多种控制策略与技术，提出了新型变桨控制策略与算法以及完善与提出了电力电子功率变换器控制新技术。
高瞻远瞩――助力电动汽车技术升级
新能源汽车是汽车工业发展的必然趋势，这一点，早已成为人们的共识。新能源汽车的发展方向有多种，但从技术发展成熟程度和中国国情来看，纯电动汽车应是大力推广的发展方向，它省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，电动机和控制器的成本更低，且纯电动车能量转换效率更高。且由于对环境影响相对传统汽车较小，电动汽车的前景被广泛看好。但近年来，它在我国的发展却遭遇了诸多不顺，一是因为国家投入跟不上产业发展需求，二是行业基础设施建设相对落后。程明教授表示，电动汽车行业要想取得质的突破，一要靠国家政策的支持，二要靠坚实的技术积累，三要靠商业模式的创新。
基于电机驱动系统的专业背景，在电动车驱动控制领域，程明教授提出了用于电动汽车的双凸极混合励磁/电励磁电机传动系统及控制技术、提出了基于双定子永磁电机的混合动力汽车ECVT系统以及提出了一种新型电压泵升多电平逆变器等。
他还承担了教育部留学回国人员科研启动基金项目“电动车用新型双凸极无刷电机驱动系统研究”，国家自然科学基金项目“电动车用新型双凸极电机驱动系统及其智能控制”，国家自然科学基金重点项目“混合磁路发电机及电动机驱动控制技术研究”，江苏省“六大人才高峰”资助项目“电动车用混合励磁双凸极电机及控制系统研究”，国家自然科学基金海外与港澳青年学者合作研究基金项目“新型电机与特种电机”，江苏省科技支撑计划项目“新型混合动力汽车用电子无级调速系统研发”、“车用新型定子永磁电机系统产业化集成技术研究”、“电动车用新型双定子无刷双馈电机”，江苏省产学研联合创新项目“电动车用高效永磁电机系统的关键技术研究”等。
与此同时，程明教授还引领了国内电动汽车的教学研究，在国内较早开设了本科生课程“现代电动汽车技术”和研究生课程“电动汽车的新型驱动技术”，编著了《电动车新型驱动技术》一书。获国际汽车工程师学会（SAE）2006年度“环保交通卓越成就奖”（2006 SAE Environmental Excel lence in Transportation Award-Education，Training and Publ ic Awareness）、2007年度通用汽车中国高校汽车领域创新人才奖等；应美国Springer出版社邀请参编《Encyclopedia of Sustainability Science and Technology》，负责编写“Electric propulsion：vehicle tractionmotors”；应英国John Wiley&Sons，Ltd出版公司邀请参编《Encyclopedia of Automotive Engineering》，负责编写“General requirement of traction motordrives”和“EVT and E-CVT for full hybrid electric vehicles”，并担任Part 3 Hybrid and Electric Powertrains的共同主编（co-Editor），将于2013年出版。
身兼数职当为业界楷模
与众多的学术成果和长长的获奖记录相比，桃李满园的成绩更令他感到自豪。
他不仅仅是学者，也是教授、博导、东南大学风力发电研究中心主任、盐城新能源汽车研究院常务副院长。每一个角色都有其特殊的职责，也就意味着在有限的时间里，需要付出更多的劳动。
将威士诚 魄力头雁心系团队发展
我国是一个能源消耗大国，高效、绿色、可再生的风能是我国未来能源建设的发展方向之一。我国风力发电的发展潜力巨大，但风电技术的研究和产业的发展尚处于起步阶段，这为东南大学电气工程学院的科研人员提供了施展才能的巨大舞台。
东南大学风力发电研究中心是一个集东南大学电气工程、热能动力工程、机械工程、土木工程、材料科学与技术等优势学科而成的跨学科研究中心，由电气工程学院程明教授领衔担当主任，致力于整合和壮大东南大学相关学科的研究力量，针对国家风电产业的发展规划，利用江苏省风能资源丰富的优势，在风力发电的各个相关方面开展深入的研究，力争研制开发出具有自主知识产权的技术与产品，为江苏省以及全国风力发电产业化提供技术支撑。
身为主任，程明教授非常注重团队建设。为了带领团队整体水平的提高，他充分发挥人才优势，发挥每个成员的潜质和潜能，调动全员的主观能动性和积极性，建立培养人才的科学体系。他的管理经验是“要容得下年轻人”，兼顾每个人不同的个性，了解他们不同的发展需求，放手让年轻人去做事，比如，他将一些重要研究课分设若干子课题，让年轻老师负责。另外，他还积极鼓励和支持年轻教师独立申请和承担研究课题，以培养他们独当一面的能力。目前，其团队主要成员均主持承担了国家自然科学基金等重要课题。
他所带领的东南大学风力发电研究中心近年来承担了包括国家高技术研究与发展计划（“863”）、国家自然科学基金重点项目等在内的各类研究课题20多项，在国内外核心期刊重要国际学术会议近百篇，申请专利40多项。科研并非闭门造车。程明教授积极倡导进行国际交流与科技合作。中心与美国威斯康星一麦迪逊大学、美国俄亥俄州立大学、丹麦澳尔堡大学、英国谢菲尔德大学、香港大学、加拿大魁北克大学等建立了长期稳定的合作关系，开展合作研究和人才培养，联合培养博士研究生10多名。
身为导师，程明教授在人才培养上也有独到观点，一是导师要因材施教，在了解学生各方面情况的前提下，为他量身选择课题：二是导师要学会“抓两头，放中间”，就是要抓好选题，抓好论文质量，中间过程放手让学生去做，给其充分的发挥余地，鼓励创新，宽容失败，以锻炼他独立思考问题和解决问题的能力。
【关键词】MRAS 永磁同步电机 MATLAB仿真
1 引言
近几年，国内外的研究将永磁同步电机无速度传感器控制方法分为三种。首先是基于电机理想模型的开环计算方法；其次是基于各种观测器模型的闭环算法；最后是以高频注入法为典型代表的基于电机非理想特性的算法。这些方法各有优缺点，适用的场合不同。目前理论研究热点主要集中在第二种。状态观测器法的实质是状态重构，这种方法具有稳定性好、鲁棒性强、适用面广的特点。本文采用了基于参考自适应（MARS）理论构造的永磁同步电动机无速度观测器基础上，运用滑模变结构控制理论设计了系统总体控制方案，论证出模型参考自适应滑模控制具有快速的响应和较强的鲁棒性。对永磁同步电动机无传感器控制的主要思想是提取可测量的物理量，然后再利用这些物理量通过适当的方式来估算转子的速度和位置，以实现电动机的闭环控制。
2 系统模型建立
为了建立永磁同步电动机的数学模型，首先进行一下假设：三相绕组完全对称；忽略了齿轮摩擦；不包括核心损耗。根据上面的假设，建立了永磁同步电动机的数学模型的d、q轴旋转坐标系方程如下：
从方程（2），可以知道控制永磁同步电动机的电磁转矩的控制从根本上取决于定制电流在d、q轴的分量。磁场定向控制（FOC）采用基于id=0，不仅由于其易执行性，与此同时，这种控制方法可以有效地抑制由电枢反应引起的退磁，并减少铜耗。对于永磁同步电动机控制，定子电流是独立于转子磁通的，并且系统简单具有良好的转矩不变性能。由于id=0，磁转转矩与正交电流iq是成线性关系的，永磁同步电动机可以看做直流电机。在SPMSM中，Ld=Lq=L，因此方程（1）和（2）可以写成
建立了磁场定向控制dq坐标系下。估计速度与给定素的相比，和差值通过PI控制器，然后可以计算出给定电流的转矩分量iq。通过调整转矩电流分量的误差PI控制器可以得出转矩电压uq。经过坐标变换后，电压信号SVPWM生成PWM控制信号，并驱动逆变桥。因此，双闭环矢量控制系统得以实现。
3 模型参考自适应系统（MRAS）方法
模型参考自适应控制系统的工作过程可以看成是参考模型与可调模型之间误差的调整过程。参考模型方程如下：
4 仿真模型及结果
图1为基于MRAS方法永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统。
给定的速度设定在1500rpm，电机为空载启动，在0.2后负载从0N*m增加到1N*m。仿真时间为0.4s。实际角度与估算角度比较图2所示。
从波形可以得出这样的结论：MRAS方法具有良好的精度，稳定状态的稳态误差小于10rpm，约为0.6%。从电动机启动到稳定状态需要0.03s。突然加负载之后需要0.15s回到稳定状态。响应迅速。
5 结语
本文采用了基于参考自适应（MARS）理论构造的永磁同步电动机无速度观测器基础上，运用滑模变结构控制理论设计了系统总体控制方案。通过MATLAB/SIMULINK进行仿真，实验表明，该控制方法提高了电机的转速跟踪性能，具有良好的鲁棒性。
参考文献：
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论文摘要：介绍了纳米磁性材料的用途,阐述了纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类纳米磁性材料的研究和应用现状。
1引言
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域，在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向进展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1～100nm的准零维超细微粉，一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。当传统固体材料经过科技手段被细化到纳米级时，其表面和量子隧道等效应引发的结构和能态的变化，产生了许多独特的光、电、磁、力学等物理化学特能，有着极高的活性，潜在极大的原能能量，这就是“量变到质变”。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。
2纳米磁性材料的研究概况
纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。
2.1纳米颗粒型
磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性微粒由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提高信噪比，改善图像质量。
纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提高密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“o”形环，且没有磨损，可以做到长寿命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他许多用途，如仪器仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影剂等等。
纳米磁性药物：磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶附近，这样能加强药物治疗作用。
电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。由于纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标，起到了隐身作用。
2.2纳米微晶型
纳米微晶稀土永磁材料：稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性能也在不断提高，目前烧结钕铁硼磁体的磁能积达到50mgoe，接近理论值64mgoe，并已进入规模生产。为进一步改善磁性能，目前已经用速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度，易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如钐铁氮、钕铁氮等化合物。另一方面，开发研制复合稀土永磁材料，将软磁相与永磁相在纳米尺寸内进行复合，就可获得高饱和磁化强度和高矫顽力的新型永磁材料。
纳米微晶稀土软磁材料：在1988年，首先发现在铁基非晶的基体中加入少量的铜和稀土，经适当温度晶化退火后，获得一种性能优异的具有超细晶粒（直径约10nm）软磁合金，后被称为纳米晶软磁合金。纳米晶磁性材料可开发成各种各样的磁性器，应用于电力电子技术领域，用作电流互感器、开关电源变压器、滤波器、漏电保护器、互感器及传感器等，可取得令人满意的经济效益。
2.3磁微电子结构材料
巨磁电阻材料：将纳米晶的金属软磁颗粒弥散镶嵌在高电阻非磁性材料中，构成两相组织的纳米颗粒薄膜，这种薄膜最大特点是电阻率高，称为巨磁电阻效应材料，在100mhz以上的超高频段显示出优良的软磁特性。由于巨磁电阻效应大，可便器件小型化、廉价，可作成各种传感器件，例如，测量位移、角度，数控机床、汽车测速，旋转编码器，微弱磁场探测器（squids）等
磁性薄膜变压器：个人电脑和手机的小型化，必须采用高频开关电源，并且工作频率越来越高，逐步提高到1～2mhz或更高。要想使高频开关电源进一步向轻薄小方向发展，立体的三维结构铁芯已经不能满足要求，只有向低维的平面结构发展，才能使高度更薄、长度更短、体积更小。对于10～25w小功率开关电源，将采用印刷铁芯和磁性薄膜铁芯。几个微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三维立体结构，而是二维平面结构，其物理特性也与原来的立体结构不同，可以获得前所未有的高性能和综合性能。
磁光存储器：当前只读和一次刻录式的光盘已经广泛应用，但是可重复写、擦的光盘还没有产业化生产。最具有发展前途的是磁性材料介质的磁光存储器，其可以像磁盘一样反复多次地重复记录。目前大量使用的软磁盘，由于材料介质和记录磁头的局限性，其存储密度已经达到极限；另外其已经不能满足信息技术的发展要求，无法在一张盘上存储更多的图象和数据。采用磁光盘存储，就能在一张盘上记录数千兆字节到数十千兆字节的容量，并且能反复地擦写使用。
3展望
纳米技术是本世纪前20年的主导技术,纳米材料是纳米技术的核心,是21世纪最有前途的材料,也是纳米技术的应用基础之一。纳米科技的发展给传统磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战,纳米级磁性材料的开发和研究是磁性材料发展的一个必然方向,但同时也应重视用纳米技术改造传统产业和对现有材料进行纳米改性方面的研究,以全面提高企业的技术水平和竞争能力,在世界民族之林树立中华民族的大旗。
参考文献
［1］王瑞金.磁流体技术的应用与发展［j］.新技术新工艺,2001,(10):15-18.
［2］许改霞，王平，李蓉等.纳米传感技术及其在生物医学中的应用［j］.国外医学生物工程分册，2002，25（2）：49-54.
关键词：电机；驱动系统；电磁兼容设计
Abstract: In the past ten years, the main development of AC asynchronous motor and permanent magnet brushless motor system. Compared with the original DC traction motor system, has obvious advantages, the advantages of small volume, light weight (compared to the mass of 0.5-1.0kg/Kw), high efficiency, free from maintenance, wide speed range. In this paper, the development of motor drive system, and discusses the design of electromagnetic compatibility.
Key words: motor; drive system; electromagnetic compatibility design
中图分类号:S611文献标识码：A 文章编号：
1.电机设计的发展
蒸汽机启动了18世纪第一次产业革命以后，19世纪末到20世纪上半叶电机又引发了第二次产业革命，使人类进入了电气化时代。20世纪下半叶的信息技术引发了第三次产业革命，使生产和消费从工业化向自动化、智能化时代转变；推动了新一代高性能电机驱动系统与伺服系统的研究与发展。
21世纪伊始，世界汽车工业又站在了革命的门槛上。虽然，汽车工业是推动社会现代化进程的重要动力；然而，汽车工业的发展也带来了环境污染愈烈和能源消耗过多两大问题。而对于我国日益扩大的汽车市场，这种危机就更明显。据了解，2000年我国进口汽油7000万吨，预计2010年后将超过1亿吨，相当于科威特一年的总产量。目前世界上空气污染最严重的10个城市中有7个在中国，而国家环保中心预测，2010年汽车尾气排放量将占空气污染源的64%.虽然，加剧使用传统内燃机技术发展汽车工业，将会给我国的能源安全和环境保护造成巨大的影响。为此，国家科技部启动了十五“863”电动汽车重大专项。
高密度、高效率、宽调速的车辆牵引电机及其控制系统既是电动汽车的心脏又是电动汽车研制的关键技术之一，已被列为863电动汽车重大专项的共性关键技术课题。20世纪80年代前，几乎所有的车辆牵引电机均为直流电机，这是因为直流牵引电机具有起步加速牵引力大，控制系统较简单等优点。直流电机的缺点是有机械换向器，当在高速大负载下运行时，换向器表面会产生火花，所以电机的运转不能太高。由于直流电机的换向器需保养，又不适合高速运转，除小型车外，目前一般已不采用。
2.电机的驱动系统
2.1.异步电机驱动系统
异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。
异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品（尤其在美国），但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。
最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。
2.2 无刷永磁同步电机驱动系统
无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式a轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。
内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。
表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。
2.3 新一代牵引电机驱动系统
从20世纪80年代开关磁阻电机驱动系统问世后，打破了传统的电机设计理论和正弦波电压源供电方式；并随着磁阻电机，永磁电机、电力电子技术和计算机技术的发展，交流电机驱动系统设计进入一个新的黄金时代；新的电机拓朴结构与控制方式层出不究，推出了新一代机电一体化电机驱动系统迅猛发展。高密度、高效率、轻量化、低成本、宽调速牵引电机驱动系统已成为各国研究和开发的主要热点之一。
SRD开关磁阻电机驱动系统的主要特点是电机结构紧凑牢固，适合于高速运行，并且驱动电路简单成本低、性能可靠，在宽广的转速范围内效率都比较高，而且可以方便地实现四象限控制。这些特点使SRD开关磁阻电机驱动系统很适合电动车辆的各种工况下运行，是电动车辆中极具有潜力的机种。SRD的最大特点是转矩脉动大，噪声大；此外，相对永磁电机而言，功率密度和效率偏低；另一个缺点是要使用位置传感器，增加了结构复杂性，降低了可靠性。
永磁式开关磁阻电机也称为双凸极永磁电机，永磁式开关磁阻电机可采用圆柱形径向磁场结构、盘式轴向磁场结构和环形横向磁场结构。该电机在磁阻转矩的基础上迭加了永磁转矩，永磁转矩的存在有助于提高电机的功率密度和减小转矩脉动，以利于它在电动车辆驱动系统中应用。
转子磁极分割型混合励磁结构同步电机这一概念一提出就引起国际电工界和各大汽车公司研发中心的极大关注。转子磁极分割型混合励磁结构同步电机具有磁场控制能力，类似直流电机的低速助磁控制和高速弱磁控制，符合电动车辆牵引电机低速大力矩和恒功率宽调速的需求。目前该电机的研究处于探索阶段，电机的机理和设计理论有待于进一步深入研究与完善，作为假选的电动车辆牵引电机具有较强的潜在的竞争优势。
3.电磁兼容设计
3.1 接地设计
合理的接地是最经济有效的电磁兼容设计技术，是解决EMI问题最廉价有效的方法。良好的接地系统并不会增加整车的成本，它既能提高系统的抗扰度，又能够减少干扰发射。对于车内弱电系统来说，接地除了泄放小电流外，还用于设定一个基准电位，避免各种耦合干扰。
3.2 布线设计
电缆易受电磁干扰，同样它也可能成为干扰源。在城轨车辆中1500V高压回路电缆、电机电缆、制动电阻电缆和辅助逆变器电缆易产生干扰，而MVB电缆、PIS和ATC信号电缆容易受到干扰，1lOV控制电缆既可能受干扰又可能成为干扰源。在城轨车辆布线中应该遵循以下原则：
在城轨车辆布线电缆敷设时，所有的电缆均应按电磁兼容性进行电缆类别分类；
2)属于各个不同电缆种类的电缆应分开放置；
3)输出线和回流线相邻铺设，特别是电源电缆（电机电缆、制动电阻等）；
4)电缆应尽可能靠近车辆地板放置（封闭的金属电缆管、金属管道等采用导电连接连接到车辆地板），以利用其产生的衰减；
5)在各电缆种类的最小间距不能保持的情况下，有必要采用管道、封闭的金属板、管件等达到分开的目的；
6)当属于不同种类的电缆交叉，互相成直角时，不要求有最小间距。
3.3屏蔽设计
用屏蔽体将干扰源包封起来，可防止干扰电磁场通过空间向外传播；反之，用屏蔽体将敏感源包封起来，就可使敏感源免受外界空间电磁场的影响。
在城轨车辆上，屏蔽主要包括敏感设备的屏蔽及电缆的屏蔽。敏感设备的屏蔽主要包括车辆控制单元(vcu)、牵引控制单元(ICU)、智能子站KLIP模块等微机网络控制设备的屏蔽。电缆的屏蔽主要包括变压器电缆、辅助设备的电缆、控制电缆、信号电缆、数据传输总线等的屏蔽。对变压器电缆、辅助设备的电缆进行屏蔽的目的在于防止其对敏感设备造成干扰。对信号电缆、数据传输总线电缆等进行屏蔽的目的在于避免使这些电缆受到外界电磁场的干扰。
3.4 车辆电缆屏蔽原则
电缆屏蔽层的接地可以分为单端接地和双端以上接地，除对屏蔽层接地有特殊要求的（如音频线、视频线、传感器电缆等）电缆外，一般采用双端接地且电缆的屏蔽层应可靠接地。对于信号电缆和控制电缆，屏蔽层的覆盖程度应不小于75%;对于数据传输电缆，屏蔽层的覆盖程度应不小于90%；对于辅助电缆等，屏蔽层的覆盖程度应不小于85%。
4.结语
以此为基础，通过控制节点出入度，并且只针对有功潮流进行优化，做好每一个步骤。希望本文可以给大家带来参考。
参考文献
[1] 余贻鑫，段刚. 基于最短路算法和遗传算法的配电网络重构[J]. 中国电机工程学报，2000
【关键词】立式；Ⅱ级凝泵；永磁调速；应用
××电厂采用2x320MW机组，每台机组的凝结水系统配置3台Ⅱ级凝泵（编号RM526、RM527、RM528），为立式多级泵，由电动机、联轴器、泵等组成。电机型号：YLS355-46KV 315kW、1485r/min。该系统使用的定速泵，用出口母管上的阀门（RM088A、RM088B）调节凝结水流量，主要是根据运行工况的需要调节阀门开度实现水的流量调节，由于在机组非满负荷工况下凝泵出口调节阀节流作用的存在，导致能源浪费。同时，对于较大容量的立式电机，运行中也存在电机轴承承重大易损坏，电机故障多，维护费用大的问题。希望通过改造通过降低Ⅱ级凝泵平台的振动，并实现流量自动调节，降低由于阀门节流造成的能量损耗。
1 立式永磁调速技术原理
立式永磁磁力耦合调速驱动器主要由铜导体、永磁转子、控制器和轴承座四部分组成。铜导体通过对轮固定在电动机轴上，永磁转子通过轴承座及对轮固定在泵轴上。两片铜超导体和永磁转子的两片磁盘共同组成可调节气隙的永磁机构。当电机转动时，一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体产生永磁场，另一端铜导体在永磁场中切割磁力线产生感应磁场，两磁场相互啮合形成磁链接，带动泵轴转动，并通过调节永磁体和铜导体之间的气隙就可以控制传递扭矩的大小，从而获得可调整、可控制的负载转速，实现负载转速的调节。立式永磁及永磁机构的结构见下图所示。
2 立式永磁调速与高压变频调速的性能比较
（1）两种调速系统调速原理方面的对比：永磁调速器是通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输，该技术实现了在电动机侧和负载侧没有机械链接。高压变频器是通过交-直-交等模式，通过电子元器件及相关的软件算法和控制逻辑实现变频器输出电压的频率调节，通过改变频率可以直接调节异步电机的转速。均能在Ⅱ级凝泵电机上使用，实现调速功能。
（2）两种调速系统结构和维护性的对比：永磁调节器类似于机械调节，改造时需增加一套永磁机构、一套气隙调整机构及相应的测量装置、以及一个轴承座，并将电机加高，机械方面的检修工作量增加。高压变频调节器结构复杂，功率元器件、控制环节较多，故障率较高，后期的维护费用较多，需增加定量的备品备件以提高检修速度。
（3）Ⅱ级凝泵电机调速设备占用场地情况：高压变频器需要独立布置，占用场地较大，3台Ⅱ级凝泵电机高压变频器至少需要40m2面积，而永磁调节器直接安装在泵与电机之间无需另外占用场地。
（4）环境的适应性：高压变频器对运行环境的要求较高，大部分变频器要求环境温度不能超过40度，小室内必须加装空调或通风设备。永磁调节器对环境没有特殊要求，直接安装在Ⅱ级凝泵电机本体处，永磁体采用自然风冷，监控温度只要不超过150度就能正常运行。
（5）Ⅱ级凝泵电机节能效果：调速范围在80%--100% 之间时，采用永磁调速节能效果与变频调速相当。在低速时，因电机的空载损耗占损耗成分较大，因此节能效果比变频器差。
（6）Ⅱ级凝泵电机与泵的隔振：高压变频器直接控制电机的转速，泵转子的振动会传递到电机转子上，没有隔振的作用。永磁调节器安装在电机与泵之间，电机转子与泵的转子有气隙、无直接机械连结，能够实现很好的隔振的作用。
综上所述，在技术性能方面，立式永磁调节器在结构、环境的适应性、占用场地、电机与泵的隔振等方面比高压变频器有一定的优势；在节能效果、设备噪音、维修工作量、技术的成熟度和可靠性上永磁调节器比高压变频器稍差。
3 Ⅱ级凝泵永磁改造方案的实施
（1）实施方案
电厂与厂家技术人员经过多次讨论，决定采用直接加高的方案进行改造，在原电机和水泵之间加装约1.1米高的永磁座及轴承座，电机不增设独立的安装平台，重量约增加1.5吨。改造后将转速信号及上下导体盘温度信号送至集控室DCS，并与原电厂除氧器液位信号、泵出口压力及出口母管上的阀门（RM088A、RM088B）实现联调，经过近一个月的安装调试后，于2008年12月4日正式投入运行。
（2）改造过程中发现的问题
正式运行一个月后，两台永磁机构轴承座轴承损坏，先后退出运行。三台凝泵轴承座经重新改进后，于2009年3月再次投入运行。2010年3月Ⅱ级凝泵丙永磁机构解体，上下导体盘6块固定支架全部断裂飞出，下磁盘与下导体盘吸死，电机前端盖固定螺丝振断5根，3根被拉长，水泵固定螺栓均不同程度拉长。故障发生后，三台永磁机构全部退出运行。后经半年的技术改造后，三台永磁机构再次投入运行，至今运行正常。
4 Ⅱ级凝泵永磁改造的经验教训。
（1）立式永磁机构比卧式永磁机构复杂，安装和检修相对困难，拆装的工作量十分庞大，安装需涉及电气、机务、热控和起重等多种专业。Ⅱ级凝泵属于电厂重要辅机设备，运行中一旦发生故障，即进入抢修流程，运行、检修人员工作压力较大。根据实践经验，目前的立式永磁机构不适合应用在重要设备上。
（2）轴承座的设计需重点考虑，轴承座的设计和选型要根据水泵的特点进行。我厂的两次解列都是由于轴承座的设计缺陷造成。由于轴承座在运行中巡查困难，现场噪音较大，一旦轴承座轴承故障，易造成重大故障，需增加轴承座温度测点。
（3）三台Ⅱ级凝泵属于并联运行，一台退出运行后，易发生抢流量现象，不能长期并联运行。
（4）永磁散热风扇运行中噪音大，实测过到102分贝，并且无合适的降噪手段。永磁机构不适合对噪音要求较高的环境。
（5）永磁调整的实际调速范围易受到永磁盘温度的限制，低负荷段永磁盘发热严重，无法低负荷运行，限制了永磁调速的节能空间。设计中可以考虑适度增加永磁盘的额定转矩。
（6）气隙调整由于导程滑块的原因无法实现无级调速，容易发生调速失稳的现象，比如需要调整到65%开度，但由于此开度无法达到，造成执行器无法稳定。永磁机构不太适合对开度要求较高的环境。
（7）永磁机构安装后，应单独设立电机固定平台，否则电机的轴承寿命及轴承座的使用寿命将大幅度缩短，增加检修工作量及维护成本。
5 结束语
永磁调速是一个新生的技术，在投入实际运行初期，会发生许多设计时未考虑到的问题。对于新技术的采用需要有一个严谨的态度，不能盲目迷信国外的新技术。××电厂的立式永磁改造项目的实际应用推动了永磁技术的成长与进步，但也付出了高昂的代价。
电梯电气控制技术是一个综合性的系统技术，包括控制器、传感器和调速方法等多种技术。本文系统分析了这些技术方法的发展历史并对它们进行了分类总结。通过分析可知，在电梯电气控制节能、效率以及控制器性价比等方面还存在许多不足，须要进一步研究探讨。 自从电梯发明以后，电梯电气控制技术越来越收到人们的重视。电梯电气控制技术主要体现在电梯电气控制系统的设计上。电梯的电气控制主要是对各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号进行管理，使电梯正常运行或处于保护状态，发出各种显示信号。电梯的电气控制，过去采用继电器逻辑线路，一般称继电器控制。这种硬布线的逻辑控制方式具有原理简单、直观等特点。但通用性差，逻辑系统由许多触点组成，接线复杂、故障率高、设备庞大，国家已规定淘汰。目前我国电梯主要由先进的、可靠性高的微型计算机或可编程控制器（PLC）控制。本文对我国电梯控制技术和方法的发展状况进行研究，总结现有电梯主要控制方法，并对我国电梯将来控制技术和方法做出预测，这项工作能够起到继往开来的作用，对我国电梯行业发展具有积极意义。
电梯交流调速方法的发展
交流电梯调速方法经经历了由简单到复杂、由低级到高级的发展历程。分析这些方法，可以大致将电梯交流调速的发展历史划分为如下三个阶段。
第一个阶段主要在上世纪70年代，其主要标志是交流双速电梯，该方法采用改变牵引电机极对数来实现调速。这种电梯结构简单、价格低廉、使用和维护都很方便，但调速不够平滑、舒适感较差。
第二个阶段主要在上世纪80年代，主要使用交流调压调速方法，其性能优越于交流双速电梯。调压调速的方法是通过改变三相异步电机定子端的供电电压实现电机的调速，其制动多采用能耗制动。
第三个阶段开始于上世纪90年代，变压变频调速电梯（VVVF电梯）开始占据了世界电梯的市场。VVVF电梯通过调节电机定子绕组供电电压的幅值和频率来实现转速的调节。由于变压变频调速（VVVF）的良好特点，目前新制造的电梯都实现了调压调频调速控制。VVVF电梯以其独特的先进技术和性能，实现了节能、快速、舒适、平层准确、低噪音、安全等目标。由于其优越的调速性能、显著的节能效果，在很多应用场合已取代交流调压调速电梯而成为现在电梯市场的主流。
曳引技术的发展 1、永磁同步曳引机1.1永磁同步曳引机的原理及结构 永磁同步曳引机的定子绕组采用永磁材料产生励磁磁场，它不需要励磁电流，转子中无励磁损耗。永磁同步曳引机装有转子永磁体磁极位置检测器，用来检测磁极位置，以此对电枢电流进行控制，达到伺服控制。现在应用较多的是无齿轮永磁同步曳引机，其结构形式可以分为径向磁场结构和轴向磁场结构。径向磁场结构按定子和转子的相对位置不同，又可分为内转子结构和外转子结构。轴向磁场结构又称盘式结构，不同结构形式的曳引机应有和场合不同，其磁场分布形式也不同。内转子式永磁同步曳引机的永磁体嵌装在转子铁中，外转子永磁同步电动机的永磁体贴装在转子的内表面。内转子结构承载能力强，适于大载重量、高速电梯，一般多用于高层住宅和办公楼，外转子结构轴向尺寸相对较小，可用于小机房或无机房电梯应用场合，但其载重量受到限制。盘式结构曳引机轴向尺寸更小，可直接安装于电梯井道中，最适于无机房电梯使用。 1.2永磁同步曳引机的发展趋势 随着我国建筑行业的快速发展，与之配套的电梯生产制造业也一路猛进。近年来，电梯行业许多厂家纷纷开展无齿轮永磁同步曳引机的开发研制工作。我国不但是全球最大的电梯市场，而且形成了全球最强的电梯生产能力。中国的电梯虽然生产能力第一，甚至出口也第一。电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着改变。市场对新一代的电梯的需求越来越旺盛。国内外电梯企业顺应市场需要，加大研发投入，都准备在未来新概念电梯产业发展中占得先机。近年来，电梯行业许多厂家纷纷开展的开发研制工作，沈阳博林特电梯公司通过自己的技术研制出我国具有自己知识产权无齿轮永磁同步曳引机，并在世界市场上得到广泛应用。虽然目前在中国电梯市场上采用无齿轮同步曳引机技术的电梯只占很少部分（约10%），但其发展势头非常迅猛。伴随着电梯市场的竞争和技术竞争，必将进一步促进无齿轮永磁同步曳引机技术及其应用的发展。 2、直线电机技术 直线驱动就是直线电动机直接驱动。直线电动机直接驱动系统是近15年发展起来的一种新型进给传动方式。直线电动机是一种将电能直接转换成直线运动机械能、而不需要任何中间转换机构的传动装置，具有启动推力大、传动刚度高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点。特别是由于直线电动机无离心力作用，故直线移动速度可以不受限制；而且其加速度非常大，能实现启动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停，因此，直线电机特别适合应用与高速电梯的驱动系统。在2008中国国际电梯展览会上，东芝电梯公司展出了采用直线电机技术的magsus非接触式导靴系统，使电梯在与导轨不发生接触的状态下运行。随着现代高层建筑的不断涌现，对高层及超高层建筑物，通过悬吊钢丝绳牵引轿箱越来越限制电梯的提升高度和效率，所以采用直线电动机直接驱动高层及超高层电梯成为现实的可能性会越来越大。 变频调速技术的应用和发展 20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快速的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受电梯行业的青睐。变频调速技术通过对交流电动机调节供电电压和频率，来调节电动机的转速达到线性化，将交流电动机转速运行曲线线性区域加大。系统采用高精度光电码盘（或编码器）反馈信息，微机数字化控制，电梯平层精度高（达到毫米级），并且绝对保证电机零速时抱闸，舒适感非常好。另外多台电梯微处理机，可达到人工智能化，与传统调速技术的比较变频调速技术又具有安全可靠、舒适感好、高速高效、节约能源、平层准确、维护方便等优点。变频调速技术的发展正在经历了一个不断创新和不断完善的过程。目前，世界各大电梯厂家都在进行电梯专用变频器的研发和制造，新的方案不断提出，进一步证明这项技术的应用方兴未艾。 模糊控制 随着大楼智能化的提高，从服务质量角度来说，人们总是希望候梯时间和乘梯时间的总和越短越好；从节约能耗角度来说，要求电梯避免空驶，减少起停次数。但是这两方面的目标是相互矛盾的。电梯群控系统调度方法的设计不仅依赖于电梯本身的配置、性能，而且取决于建筑物的客流交通特点和性质；某一特定调度方法对于不同模式、不同用途的建筑的调度效果有很大的差异。电梯群控系统应根据建的客流交通特点采取最合适的控制策略，使得电梯系统的综合性能最佳，控制程序中应采用先进的调度规则，使群控管理有最佳的派梯模式。但由于电梯群控系统控制目标的多样性以及电梯系统本身所固有的随机性和非线性仅仅通过传统的控制方法很难提高控制系统的性能。现在的群控算法中已不是单一地依赖“乘客等候时间最短”为目标，而是采用模糊理论、神经网络、专家系统的方法，将要综合考虑的因素（即专家知识）吸收到群控系统中去。模糊控制系统具有非线性、动态性的特点和较强的学习功能，利用专家知识获得各种控制规则，可以很好地处理电梯系统的多目标性、随机性和非线性，对即将要发生的情况作评价决策，实现电梯调度规则的进化，以适应环境的变化。“模糊控制技术的应用将会使电梯的服务质量越来越满足人们的要求。
我国电梯电气控制目前存在的主要问题
电梯作为现代建筑中的重要交通工具，它与一般的交通工具有着较大的差别。良好的电梯控制技术是电梯高质量运行的重要保障，电梯运行安全舒适、高效、节能控制器的性价比等都是电梯技术发展面临的重大问题。
1.节能问题
越来越多的电梯进入高层建筑，电梯的节能运行是电梯开发和使用的关键。从控制的角度来看，有效地改善供电电能的质量、充分地利用电能是一个良好的举措。
2.效率
电梯作为一种位能型负载，运行过程中需要作频繁地升降运动，研究一种或多种电梯速度给定曲线，合理地选择运行速度曲线，是提高运行效率至关重要的一环，而目前国内生产的大多数电梯存在着给定速度曲线实现困难、资源耗用率高等系列不足等问题，极大地限制了电梯高效地运行。
3.控制器性价比低
目前国内的电梯厂家采用的电梯控制核心设备大部分都是国外进口产品，核心技术和知识产权为国外大公司所有。而少数自己开发的控制器也有开发周期长，开发成本高等缺点。另外国内的绝大部分VVVF电梯采用的变频器都是电梯用专用变频器，这种变频器虽然使用起来很方便，但其价格却是同类通用变频器的1.5到2陪，使整个控制系统的性价比大大下降。
结束语 电梯曳引技术和控制技术的发展使电梯的运行速度更快，提升高度更高，运行过程中人们感觉更加舒适，从而提高了高层建筑中电梯的服务质量。随着电梯技术的开发研究，新一代的电梯将会融合更多的先进技术。先进曳引技术、控制技术、人工智能技术的必将会使电梯工业具有更加美好的明天。
参考文献
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1中国磁体产业的发展历程
目前，全球的经济已进入了一个信息时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越来越重要。当前主要的商品磁体共有4类：20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁（AlNiCo）；50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钐-钴磁体（Sm-Co），包括第一代稀土永磁－SmCo5和第二代稀土永磁－Sm2Co17；80年代初开发的稀土永磁钕铁硼（Nd-Fe-B）。而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平均以每年10％的速度增长。中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987～1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。
1997～2002的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。2003年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按现代化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的规律运营，从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。
进入21世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企业看好中国，如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特殊等，韩国的梨树、三和、磁化等，欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS，美国的ARNORD、MAGNEQUENCH已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移，增强了中国磁性材料工业的整体实力，提高生产技术，加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
2.中国稀土永磁――钕铁硼的发展
某个国家或地区磁体产量约占全球总产量的一半时，即成为“全球磁体产业的中心”。二次世界大战前的欧洲，二次大战后的美国，70年代以后的日本均堪称当时“全球磁体产业的中心”。新世纪伊始，“全球磁体产业的中心”已转到中国。据统计，直到1999年，铁氧体磁体的产值始终占全球磁体总值的一半以上，堪称磁体市场的主题。2000年稀土磁体（NdFeB+SmCo）产值首次超过了铁氧体的，此趋势与日俱增。换言之，稀土磁体在21世纪将唱主角。代表当今磁体最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初问世时，正好赶上计算机产业的微型化，故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。NdFeB更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中，90年代以来在全球迅速普及的移动通讯设备—手机也离不开NdFeB的重要贡献。
钕铁硼专利[1]
钕铁硼硬磁制造方法分为烧结和粘结两种，专利所有者分别为住友特殊金属株式会社（日本）和麦格昆磁（MQ）公司（美国）。同时MQI公司又是全球唯一的粘结钕铁硼原材料（磁粉）供应商。其在欧洲和日本的成分专利和生产制造工艺专利均已经失效，美国的专利在06年和07年分别失效。在中国制造、销售和使用钕铁硼磁体并不涉及任何专利问题，但是其产品不能出口到专利覆盖区，否则构成侵权。中国拥有住友与MQI覆盖全球的专利许可的烧结NdFeB磁体企业共五家：三环新材料高技术公司（三环），于1993年5月取得专利许可；北京京磁公司（BJMT），于2000年3月取得专利许可；银纳金科磁技术公司（THINOVA），于2000年9月取得专利许可；宁波韵升磁公司（韵升），于2001年3月取得专利许可；安泰科技股份有限公司（AT&M）,于2003年3月继承了台湾海恩金属公司2000年5月取得的专利许可。这五家公司的烧结NdFeB磁体的生产能力将近10,000吨/年，五家公司中的三家是上市公司，即安泰科技、三环与韵升。
烧结钕铁硼
图1是全球及中国、日本、美国、欧洲烧结NdFeB磁体的总产量，其中2004年中国生产烧结NdFeB磁体27,510吨，毛坯46,1500吨。与2003年相比产量增长49%。而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土磁体产业面临的主要问题。改进产品性能，提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路，就是说，要尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距[2]。
烧结NdFeB磁体在中国的用途可分为三类:
1.高技术领域的应用,诸如MRI,VCM,CD传感器,CD-ROM,DVD-ROM,手机,电池驱动工具,EB,EAV,EV。
2.传统用途,诸如扬声器,耳机,话筒等音响器件，磁选机/磁分离器，各类磁化器包括民用水脱垢器,油田用的脱腊器,酒厂用的陈化器等。
3.低档用途,诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。图2是2003年中国烧结NdFeB磁体的用途分布情况。
中国烧结钕铁硼产地遍及11个省和京津地区（见图3）。浙江省的烧结NdFeB磁体生产发展最快，其产量占全国总量的47.1%。山西地区由于得天独厚的自然和低成本条件，目前已与沪杭地区、京津地区形成了中国三角鼎立的稀土永磁产业格局。山西烧结NdFeB磁体生产占全国产量的21.7%。京津地区的产量居第三位，占全国的11.7%。其余总量19.5%则散布在华东、华北、华中和西北等苏、冀、内蒙、鲁、豫、川、陕、甘、宁九省以及东北地区。众所周知，NdFeB对环境（温度、湿度）极为敏感，浙江产量虽大，但品质不高。一般而言，气候干燥的山西、甘肃、宁夏等地，用同样工艺设备生产磁体，其性能则优于南方的。当然，关键仍在于采用专门针对NdFeB的设备并按先进工艺进行磁体生产，才能稳定地批量生产高牌号磁体。濒临渤海的烟台首钢磁材公司，它引进先进设备大批量生产顶级烧结NdFeB磁体，就是一例。
2004年国内烧结钕铁硼行业热情空前高涨，新增生产能力大幅提高，中科三环公司通过长期努力，第一次进入到为日本、欧洲等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域――计算机硬盘驱动器音圈电机（VCM）应用市场；在另外的一个高端应用领域――汽车应用领域方面，中科三环的钕铁硼磁体也成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中，同时还进入了核磁共振成像仪领域。对于上述几个稀土永磁高端应用市场的进入，标志着中国的稀土永磁产品结束了大部分只局限于中低端应用市场的不利局面，真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。
粘结钕铁硼
在激烈的市场竞争中，在粘结钕铁硼方面，美国和欧洲的生产企业基本退出了该行业，到2003年只剩下一两家生产粘结NdFeB的制造厂了，2004年美国和西欧的永磁材料产量只占全球的10％之内。因此在该行业中，全球的生产能力大部分集中在日本企业[3]。其中有代表性的两家企业，一家是精工爱普生，他们的磁材生产已经全部转到中国上海爱普生磁性器材有限公司了；另一家大的粘结磁体企业－日本大同公司。在计算机硬盘驱动器（HDD）的主轴电机应用方面，大同和上海爱普生两家企业就占据了整个市场份额的90％以上。2002年底，中科三环参股了上海爱普生磁性器件有限公司，2004年3月进一步扩大股权，目前中科三环已持有该公司的70％股权，成为其第一大股东。安泰科技2003年3月收购了海恩公司，其深圳的爱恩美格也是一个技术水平很高的粘结磁体工厂，加上国内成长起来的成都银河，粘结磁体企业除日本的大同外，其余产能基本分布在中国。
图4是日本粘结协会统计的有关资料，从图中可以看到这种优势。从2001年开始，中国粘结钕铁硼的优势逐渐显露出来，2002年后中国远远超过了日本，处于了第一位。粘结钕铁硼磁体1996年全球产量为1320顿，中国的产量仅为50吨；2000年全球粘结钕铁硼产量达到3550吨，中国的产量为620吨，虽然占世界总产量的比例仅为20%,但年平均增长率去达到了60％，有了长足的发展。据最新统计，2004年中国粘结钕铁硼磁体产量达到了1350吨。
尽管中国已经是生成粘结钕铁硼永磁的第一大国，但只是占原材料和人工成本的优势，由于设备、生产技术以及管理能力有限，只能生产一些中低档的产品，像HDD这类高档和高利润产品仍由日本企业掌控，所以在中国出现生产量增加很快，产值特别是利润的增长却不成比例。粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小，还有很大的发展空间。估计年递增速率在20%以上。到2005年，我国粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。全球对粘结稀土永磁需求的增长幅度不是很大，其主要原因是由于粘结钕铁硼永磁的主题市场是IT行业密切相关的各种微型马达，IT行业的不景气直接影响对粘结钕铁硼永磁的需求[3]。
3中国新型稀土永磁材料的研究开发现状[4]
在新型稀土永磁材料研究方面，我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面，我国是最早开展这方面研究的国家之一，在结构与磁性，超精细相互化合物方面，我国最早报道了RF11TiNy的研究成果，开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域；在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面，我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物，并研究了它的磁性。近年来，利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近，中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料，其室温磁性能可达18.2MGOe，剩磁比为0.9，并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性，具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。
北京大学，研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前，已开发出磁能积为15～20MGOe左右的R（Fe,M）12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料，已建成年生产能力100吨的中试生产线，进行产业化推广[6]。2004年10月，深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约，合作建立新型稀土永磁材料基地，将根据市场发展需要，拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位，这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前，国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。
钢铁研究总院，开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究，进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时(BH)max≥9MGOe，Hic≥7.9kOe。
上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题，进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR（hydrogendisproportionationdesorptionrecombination）工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。
近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出，按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动化的完整生产线：原料从生产线的一端投入，在另一端出来的已是磁体最终产品，包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量（O2≤1000ppm）和极高的磁能积（（BH）max=52MGOe））。据了解，如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是，此生产线的报价远低于单机报价的总和！报价不仅包括设备硬件，也包括技术软件。换言之，设备厂家不仅提供成套设备，更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体！
值得一提的是，国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距，经数年的潜心钻研与实践，终于在2003年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线，并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体，整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4～1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀，而采用无污染的Dacro技术，耐蚀性良好，成本低廉。近年来，我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地，纷纷在中国设立生产基地，同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。2004年9月，沈阳中北真空技术产业开发区兴建国内先进的真空炉生产基地，引进世界最先进的液晶显示、等离子真空热处理技术，这必将对我国烧结钕铁硼的生产技术水平的提高产生积极的影响。
4中国磁体产业发展思路和前景预测
跨入21世纪，中国的磁性材料产业得到了进一步发展，年增长超过20%[7]。初步统计，2004年中国烧结铁氧体[8]达到350，000吨(占全球总量的51%)，粘结铁氧体50，000吨(占全球总量的32%)；烧结钕铁硼永磁[9]达到27,510吨(占全球总量的81%)，粘结钕铁硼永磁[10]达到1350吨(占全球总量的35%)；铸造磁体3,500吨(占全球总量的56%)[11]。世界磁性材料生产向中国转移，增强了中国磁性材料工业的整体实力，提高了生产技术，加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
稀土永磁的发展和前景
作为朝阳产业，稀土永磁产业是磁性材料产业的重中之重，其新的应用成长点在不断涌现，特别是信息产业为代表的知识经济的发展，给稀土永磁等功能材料不断带来新的用途。除了在计算机、打印机、移动电话、家用电器、医疗设备等方面的广泛应用外，汽车中的发电机、电动机和音响系统的应用已经开始，这将极大的带动钕铁硼产业的发展。由于我国丰富的稀土资源，较低的人工成本和广阔的市场，从而在未来的五年至十年内，国外的钕铁硼制造业继续逐步向中国转移的态势势不可挡，中国必将吸引大量国外先进的钕铁硼永磁材料制造商，比如美、日、欧等国家、地区的企业进入，一方面会对中国稀土永磁企业带来挑战，另一方面也会将先进的技术、管理经验带入中国，从而进一步推动中国稀土永磁产业的发展。“十五”期间，我国钕铁硼磁体的总产量超过了5万吨，烧结钕铁硼磁体产业会保持继续增长的势头，年增长率仍会保持在20～30%以上，粘结钕铁硼磁体产业在我国的规模还小，还有很大的发展空间。预计到2005年，我国烧结钕铁硼磁体年产量将达到3万吨左右，粘结钕铁硼磁体年产量将达到2000吨左右。预计到2010年，我国烧结钕铁硼磁体产量将达到7万吨，占全球产量的75%；粘结钕铁硼磁体产量将达到1万吨，占全球产量的50%。中国磁性材料行业的大发展“十一五”时期，是中国磁性材料工业大发展时期，世界磁性材料产业中心已经转移到中国[12]。
(1)家电领域。中国电视行业预测到2010年，中国彩电总量达到1亿台，占世界产量的63%。据此估计，全球需要软磁铁氧体6万吨，永磁铁氧体8万吨。
(2)信息化领域。电脑的普及带动了相关外置设备的发展，尤其是硬盘驱动器（HDD），预计到2010年全球产量超过5亿只；DVD、DVD-ROM和刻录机，到2010年全球的产量超过10亿。这是钕铁硼磁体应用的大市场，全球需要量在2万吨。
(3)汽车领域。汽车已经成为中国国民经济发展的第五大支柱工业，到2010年，中国的汽车产量达到1000万辆，如每辆汽车用电机数在30只，扬声器在5只，将需要永磁体10万余吨。由于能源的紧张和环保要求，电动汽车的开发在加速，预测到2010年全球产量在350万辆，需要钕铁硼磁体4200吨。
(4)其他配套领域。由于世界各类磁体配套件市场向中国转移，例如电动自行车的需求量越来越大。据中国助力车专业委员会不完全统计，2004年中国电动自行车产量约达500万辆。以每辆电动自行车平均需要0.3公斤烧结钕铁硼计算，需用磁体1500吨（折合毛坯近2500吨）；由于国外劳动力成本等因素，加上中国磁体价廉物美，一些涉及劳动密集型的行业，如电子变压器、电机、电感、电声，均转移到中国或第三世界国家，同时磁体的销售市场也在中国。
结语
中国磁性材料行业要从大国向强国转变，就要加速行业内的规模经济建设，发展强强联合，要有若干个年销售收入达到100亿的企业。中国企业必须要走出国门，收购或合资国外企业，建立跨国公司，树立国际名牌。中国企业必须投入应用开发领域，配合整机开发磁性材料配套部件和组件，到2010年全行业争取达到产值400亿人民币.
我国的磁性材料产业需要通过技术创新，继续加强稀土永磁材料的探索、加强高档稀土永磁材料的开发，使我国稀土永磁材料能保持持续发展。从整体上看中国磁性材料技术水平接近国际水平，但没有自已的知识产权和创新的产品。重点扶植中国专利产品，如钕铁氮磁体，但必须要全行业和相关的配套行业一起合作。同时还有产业的结构调整，中国的磁性材料企业一定要有自己特色的产品，在某一方面（价格、质量、市场占有率）领先全行业，使国内外其他企业无法竞争。中国的磁性材料产品特点要低价优质，才能参于国际竞争。我国的磁性材料企业，加强自身的整合，不断提高管理和技术水平，通过与国外先进磁性材料企业加强合作，互助互利，使磁性材料产业更好的扎根于中国，使中国的磁性材料产业更好的服务于全球。
参考文献：
[1]罗阳，围绕NdFeB磁材的专利态势分析,新世纪NdFeB磁体的发展,北京2002.4p80~88
[2]罗阳，21世纪中国磁体产业展望，中国磁性材料产业中长期发展战略研讨会，上海2004.11p1~41[3]蒋龙，粘结NdFeB永磁产业及安泰科技的战略，2004年中国稀土永磁材料论坛，p24~30
[4]王震西，胡伯平，稀土永磁的产业现状及应用，2004年中国稀土永磁材料论坛，北京2004.11p1~7[5]杨应昌，开发中的新型永磁材料：稀土-铁-氮间隙型化合物，中国稀土学报，1994(12)p513~519[6]喻晓军，王冬玲等，稀土永磁材料的技术发展近况，2004年中国稀土永磁材料论坛，北京2004.11p42~48
[7]十一五”磁性材料行业发展规划纲要，中国磁材商情网，
[8]TerryK.Clagett,Proc.of2004BMSyMPOSIUM(Tokyo,Dec.3,2004)
[9]罗阳，2004中国国际新材料产业研讨会(Sept.23.2004北京)，磁性材料专业论坛文集，p.64~80.
