歼-20隐身性能分析

第一篇：歼-20隐身性能分析

歼-20隐身性能分析

来源：人民网

2011年01月07日15:25 我来说两句(0)复制链接 打印

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·俄新社：第五代隐形战机肯定具备逃避雷达追踪的能力，所以它必须使用先进的复合材料。然而，中国并没有生产这种材料用于商用，并且专家对能否研制出这种提供给空军的材料表示怀疑。

·美国《航空周刊》：歼-20的后机身特点并不完全符合隐身标准，包括机翼舵面凸出的整流罩以及轴对称发动机排出的废气及腹鳍设计，所以歼-20的隐身性能低于全方位隐身的F-22战机。

·《汉和防务评论》创办人平可夫：J-20三角翼的设计一定程度上牺牲了隐身性，隐身材料技术达不到F-22。

点评：歼-20的隐身能力，自露面以来一贯都是仁者见仁智者见智。首先来看碳纤维复合材料的使用，这可以说是中国航空工业的一贯的软肋。但是，近年来中国针对这一弱点进行了技术攻关。据报道，这类复合材料在L-15高教机垂尾上已得到应用，在此基础上，目前，国产碳纤维复合材料已推广至机头罩、方向舵等数个大部件，这些也是即将在L-15第06架上实现装机的部件。预计在国产新批生产的三代战机和第四代战机上，将会获得大规模的应用，这也是中国必须要发展的一个领域，因为没有较大规模的复合材料应用，也就不可能被称为第四代先进战机。

其次来看该机的隐身设计，外媒指责最多的就是该机的鸭翼、腹鳍和发动机尾喷口都不同于F-22的设计，被认为是隐身设计最薄弱的地方，但是从该机一露面就采用了不同于中国之前所有新试飞的战机涂装来看，它应该不但是大量使用了各类复合材料，而且还可能在其表面涂覆了雷达吸波涂层。另外腹鳍面积也不是很大，应该是考虑了隐身的需要。而发动机尾喷口并不是如同F-22那样的二元矢量控制，而是采用了轴对称矢量技术。此外，还有一种说法，中国的四代机除了应用类似美国那样的隐身理念之外，还借鉴了俄罗斯的等离子隐身技术，外形上的某些设计“不足”，由等离子隐身技术来弥补。

第二篇：隐身材料

隐身材料

（stealth material）隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器装 备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后，可大大减小自身的信号特征，提高生存能力。隐身材料按频谱可分 为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料、按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。声隐身材料包 括消声材料，隔声材料，吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体。主要用于新一代潜艇。雷达隐身材料能吸收雷 达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振 层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纤维，以及某些陶瓷与有机聚 合物构成的复合材料，有很高的机械强度，可用于制作部分结构件，如飞机蒙皮、雷达天线罩等，同时又具有隐身 功能，这类材料称为隐身结构材料。红外隐射材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设施，使这些装 备和设施的红外辐射与背景基本达到一致，敌人的红外探测器难以分辨。用铝粉及含有二价铁离子的材料作为 填充料，加到能透过红外线的粘结剂中，可构成红外隐身涂料。可见光隐身材料通常由铝粉、多属氧化物粉和有 机物复合而成，或由掺杂的半导体材料构成，可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案，满足可见光隐身的要求。激 光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距机，要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。对 隐身材料来说，对某种探测手段的隐身性能好，往往对另一种探测手段的隐身性能就不好。例如，对激光探测的 隐身性能好，对红外探测就不能隐身。这就是隐身材料的相容性问题。为解决这一问题，研制了兼容型隐身材 料，如雷达波、红外兼容隐身材料，红外、激光兼容隐身材料，雷达波、红外、激光等多种兼容的隐身材料等。这是当前隐身材料的发展方向。1.雷达吸波材料

雷达吸波材料是最重要的隐身材料，其中尤以结构型雷达吸波材料和吸波涂料最为重要，国外目前已实用的主要也是这两类隐身材料。(1)结构型雷达吸波材料

结构型雷达吸波材料是一种多功能复合材料，它既能承载作结构件，具备复合材料质轻、高强的优点，又能较好地吸收或透过电磁波，已成为当前隐身材料重要的发展方向。

国外的一些军机和导弹均采用了结构型RAM，如SRAM导弹的水平安定面，A-12机身边缘、机翼前缘和升降副翼，F-111飞机整流罩，B-1B和美英联合研制的鹞-Ⅱ飞机的进气道，以及日本三菱重工研制的空舰弹ASM-1和地舰弹SSM-1的弹翼等均采用了结构型RAM。近年来，复合材料的高速发展为结构吸波材料的研制提供了保障。新型热塑性PEEK(聚醚醚酮)、PES(聚醚砜)、PPS(聚苯硫醚)以及热固性的环氧树脂、双马来酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺和异氰酸酯等都具有比较好的介电性能，由它们制成的复合材料具有较好的雷达传输和透射性。采用的纤维包括有良好介电透射性的石英纤维、电磁波透射率高的聚乙烯纤维、聚四氟乙烯纤维、陶瓷纤维，以及玻纤、聚酰胺纤维。碳纤维对吸波结构具有特殊意义，近年来，国外对碳纤维作了大量改良工作，如改变碳纤维的横截面形状和大小，对碳纤维表面进行表面处理，从而改善碳纤维的电磁特性，以用于吸波结构。

美国空军研究发现将PEEK、PEK和PPS抽拉的单丝制成复丝分别与碳纤维、陶瓷纤维等按一定比例交替混杂成纱束，编织成各种织物后再与PEEK或PPS制成复合材料，具有优良的吸收雷达波性能，又兼具有重量轻、强度大、韧性好等特点。据称美国先进战术战斗机(ATF)结构的50%将采用这一类结构吸波材料，材料牌号为APC(HTX)。

国外典型的产品有用于B-2飞机机身和机翼蒙皮的雷达吸波结构，其使用了非圆截面(三叶形、C形)碳纤维和蜂窝夹芯复合材料结构。在该结构中，吸波物质的密度从外向内递增，并把多层透波蒙皮作面层，多层蒙皮与蜂窝芯之间嵌入电阻片，使雷达波照射在B-2的机身和机翼时，首先由多层透波蒙皮导入，进入的雷达在蜂窝芯内被吸收。该吸波材料的密度为0.032g/cm，蜂窝芯材在6-18GHz时，衰减达20dB；其它的产品如英国Plessey公司的“泡沫LA-1型”吸波结构以及在这一基础上发展的LA-

3、LA-

4、LA-1沿长度方向厚度在3.8～7.6cm变化，厚12mm时重2.8kg/m2，用轻质聚氨酯泡沫构成，在4.6～30GHz内入射波衰减大于10dB；Plessey公司的另一产品K-RAM由含磁损填料的芳酰胺纤维组成，厚5～10mm，重7～15kg/m2，在2～18GHz衰减大于7dB。美国Emerson公司的Eccosorb CR和Eccosorb MC系列有较好的吸波性，其中CR-114及CR-124已用于SRAM导弹的水平安定面，密度为1.6～4.6kg/m2，耐热180℃，弯曲强度1050kg/cm2，在工作频带内的衰减为20dB左右。日本防卫厅技术研究所与东丽株式会社研制的吸波结构，由吸波层(由碳纤维或硅化硅纤维与树脂复合而成)、匹配层(由氧化锆、氧化铝、氮化硅或其它陶瓷制成)、反射层(由金属、薄膜或碳纤维织物制成)构成，厚2mm，10GHz时复介电数为14-j24、样品在7～17GHz内反射衰减>10dB。

在结构吸波材料领域，西方国家中以美国和日本的技术最为先进，尤其在复合材料、碳纤维、陶瓷纤维等研究领域，日本显示出强大的技术实力。英国的Plesey公司也是该领域的主要研究机构。(2)雷达吸波涂料

雷达吸波涂料主要包括磁损性涂料和电损性涂料

磁损性涂料主要由铁氧体等磁性填料分散在介电聚合物中组成。目前国外航空器的雷达吸波涂层大都属于这一类。这种涂层在低频段内有较好的吸收性。美国Condictron公司的铁氧体系列涂料，厚1mm，在2～10GHz内衰减达10～12dB，耐热达500℃；Emerson公司的Eccosorb Coating 268E厚度1.27mm，重4.9kg/m2，在常用雷达频段内(1～16GHz)有良好的衰减性能(10dB)。磁损型涂料的实际重量通常为8～16kg/m2，因而降低重量是亟待解决的重要问题。

电损性涂料通常以各种形式的碳、SiC粉、金属或镀金属纤维为吸收剂，以介电聚合物为粘接剂所组成。这种涂料重量较轻(一般可低于4kg/m2)，高频吸收好，但厚度大，难以做到薄层宽频吸收，尚未见纯电损型涂层用于飞行器的报道。90年代美国Carnegie-Mellon大学发现了一系列非铁氧体型高效吸收剂，主要是一些视黄基席夫碱盐聚合物，其线型多烯主链上含有连接二价基的双链碳-氮结构，据称涂层可使雷达反射降低80%，比重只有铁氧体的1/10，有报道说这种涂层已用于B-2飞机。(3)电路模拟吸收体和R卡

电路模拟吸收体是西方80年代研究的一种吸波机理和方法，它运用等铲电路技术对电阻片的电感、电容等参数进行分析和设计，以衰减大部分入射能量。与电路模拟吸收体相关的设计问题是频率选择表面(FSS)设计。电路模拟吸收体可以由吸波材料中周期性金属条、栅、片构成的电阻片制成，也可以采用带有刻蚀成专门设计的格网图案的金属或金属陶瓷涂层的介质薄膜或薄纤维织物，涂层材料和厚度决定电路模拟薄膜网格单元的有效电阻值；网格单元的循环间隔以及薄膜厚度的电性能可决定吸波体的电感和电容值。这种涂层可采用气相沉积或溅射方法敷于介质薄膜表面。典型的FSS有振子型、条带型、正交线型、矩型、圆形等形状。电路模拟吸收体图案比较复杂，一般由多个薄膜层组成。每层的设计不同且沿整个吸波体厚度变化，层间距离由设计频率确定。这种吸波体一般用于吸收宽频带电磁波，目前已用于隐身飞机座舱盖、隐身雷达天线罩的设计。

另一类吸波材料是称为R卡的电阻性薄膜和纤维织物。这些材料由介质基体材料与非常薄的真空沉积层、溅涂金属或金属陶瓷组成。R卡可利用沉积厚度逐渐变化和/或电阻率逐渐变化的材料构成分级涂层。R卡用于机翼时，能较好地满足气动外形的要求。在吸收前缘表面的次行波方面也很有效。2.红外隐身材料〔1〕

红外隐身材料作为热红外隐身材料中最重要的品种，因其坚固耐用、成本低廉、制造施工方便，且不受目标几何形状限制等优点一直受到各国的重视，是近年来发展最快的热隐身材料，如美国陆军装备研究司令部、英国BTRRLC公司材料系统部、澳大利亚国防科技组织的材料研究室、德国PUSH GUNTER和瑞典巴拉居达公司均已开发了第二代产品，有些可兼容红外、毫米波和可见光。近年来美国等西方国家在探索新型颜料和粘接剂等领域作了大量工作。新一代的热隐身涂料大多采用热红外透明度

[影响] 隐身材料是隐身技术的重要组成部分。武器系统采用隐身材料可以降低被探测率，提高自身的生存率，增加攻击性，获得最直接的军事效益。因此隐身材料的发展及其在飞机、主战坦克、舰船、箭弹上应用，将成为国防高技术的重要组成部分。

隐身材料是实现武器隐身的物质基础。武器装 备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后，可大大减小自身的信号特征，提高生存能力。隐身材料按频谱可分 为声、雷达、红外、可见光、激光隐身材料、按材料用途可分为隐身涂层材料和隐身结构材料。声隐身材料包 括消声材料，隔声材料，吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体。主要用于新一代潜艇。雷达隐身材料能吸收雷 达波，使反射波减弱甚至不反射雷达波，从而达到隐身的目的。如日本研制的一种由电阻抗变换层和低阻抗谐振 层组成的宽频带高效吸波涂料，其中变换层由铁氧体和树脂混合组成，谐振层由铁氧体导电短纤维和树脂组成，在1～20吉赫的雷达波段上吸收率达20分贝以上。另外，一些由硅、碳、硼、玻璃纤维，以及某些陶瓷与有机聚 合物构成的复合材料，有很高的机械强度，可用于制作部分结构件，如飞机蒙皮、雷达天线罩等，同时又具有隐身 功能，这类材料称为隐身结构材料。红外隐射材料主要用于车辆、舰艇、军用飞机及其他军用设施，使这些装 备和设施的红外辐射与背景基本达到一致，敌人的红外探测器难以分辨。用铝粉及含有二价铁离子的材料作为 填充料，加到能透过红外线的粘结剂中，可构成红外隐身涂料。可见光隐身材料通常由铝粉、多属氧化物粉和有 机物复合而成，或由掺杂的半导体材料构成，可形成与背景颜色相匹配的迷彩图案，满足可见光隐身的要求。激 光隐身材料用来对抗激光制导武器、激光雷达和激光测距机，要求这些材料对激光的反射率低可吸收率高。对 隐身材料来说，对某种探测手段的隐身性能好，往往对另一种探测手段的隐身性能就不好。例如，对激光探测的 隐身性能好，对红外探测就不能隐身。这就是隐身材料的相容性问题。为解决这一问题，研制了兼容型隐身材 料，如雷达波、红外兼容隐身材料，红外、激光兼容隐身材料，雷达波、红外、激光等多种兼容的隐身材料等。这是当前隐身材料的发展方向。

第三篇：塑料材料性能分析

塑料材料性能分析

上海微谱化工技术服务有限公司，是一家专业从事材料分析检测技术服务的机构，面向社会各业提供各类材料样品剖析、配方分析、化工品检验检测、单晶硅纯度检测及相关油品测试服务。

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塑料是在一定条件下，一类具有可塑性的高分子材料的通称，一般按照它的热熔性把它们分成：热固性塑料和热塑性塑料。它是世界三大有机高分子材料之一（三大高分子材料是塑料，橡胶，纤维）。

塑料的英文名是plastic，俗称：塑胶。

塑料的种类繁多，工艺繁多，本材料只介绍一点注塑用的塑料材料。

为什么有人称塑料为树脂？ 人类最早认识的高分子材料都是树皮割破后流出的液体的提取物，呈粘稠状，也就是说它是树中提取的脂。因此，目前仍然有很多人把这种高分子材料叫树脂。但随着现代化工工业的发展，现在所用的高分子材料都是石油化工产品或石油化工的副产品或石油合成产品。现代的塑料已经不是树中提取物了，而是石化产品。塑料的本色和牌号：

一般塑料的分子结构，都是线性的高分子链或带支链的高分子链段，有结晶和非结晶两种，塑料材料的性能与其结晶性能有很大的关系，与其分子结构有很

大的关系，也与其组成的元素有很大的关系，一般来说，塑料的结晶率越大，其透光性就越差；带脂基的，带氨基的，带醇基的，比较易吸水，比较容易因水的作用分解，加工时，也比较难烘干；带烯烃基的，塑料的柔性就好，带苯环的，塑料比较刚硬。由于塑料的分子结构千差万别，形成了不同品种的，性能差异很大，不同牌号的上万种产品。

塑料的燃烧

一般的塑料都能燃烧，燃烧时发出它特有的气味和火焰，这是由它的组成元素而决定的，这些可以用于塑料产品的识别。如：PVC燃烧时就发出绿光。同时，由于塑料能燃烧，用于家用电器产品的塑料都要求有自息性能，或加阻燃剂，必须符合美国UL—94标准。工业生产中泛用于制造轴承、圆齿轮、凸轮、伞齿轮、各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、垫片、高压密封圈、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机、滑轮套、牛头刨床滑块、、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带，纺织机械工业设备零雾料，以及日用品和包装薄膜等。

PA俗称尼龙学名聚酰胺

简介

PA是聚酰胺类塑料的通称，它们在结构上都具有酰胺基，性能上有相似之处。它的总的外观特点是：都是一类韧性，角质，从微黄透明到不透明的材料。一般的尼龙是结晶性塑料，也有无定形的透明尼龙。优点：PA机械方面的共性是坚韧，都具有很高的表面硬度，拉伸强度，抗冲击能力，耐疲劳，耐折迭。

PA具有较高的耐磨性，能自润滑，而噪声。

PA耐热耐寒，在寒冷和炎热的季节，也能保证很高的机械性能

PA耐药品，耐油的腐蚀。耐应力开裂。

PA易印刷，易染色，电性能优良。

用途：生产轴承，齿轮，车轮，轴辊，水泵叶轮，风扇叶片，输油管，储油管，绳索，鱼网，变压器线圈

PA66

简介PA66是白色半透明的材料

优点：PA66是尼龙材料中，机械强度最高的一种，拉伸强度，表面硬度，刚性都高于其它的尼龙类塑料。

PA具有较高的耐磨性，它的耐磨性仅低于POM，而优于其它尼龙。

PA6

简介：PA6是微黄半透明的材料

优点：PA6是尼龙材料中，机械强度比较高的一种，但低于PA66；拉伸强度，表面硬度，刚性都高于其它的尼龙类塑料。抗冲性和柔性高于PA66

MC尼龙

简介：MC尼龙与PA6都是尼龙6的产品，只是聚合工艺不一样。

优点：MC尼龙的分子量大于 PA6一倍以上，因此它的机械强度高于PA6；

PA610

简介：PA610是奶白色半透明的材料

签别：用PA610与盐酸在110℃加热4小时，有少量白色已二酸结晶沉淀析出。PA6没有，PA66也有。

优点：PA610是尼龙材料中，吸水性较低的一种，它的尺寸稳定性和电性能高于其它的尼龙类塑料。

PA610的柔软性优于其它尼龙。

PA610能吸收有机醇酮，芳烃，氯代烃而增塑。

透明尼龙

透明尼龙是无定形聚酰胺，是尼龙系中唯一的透明制品，透明度与有机玻璃相仿。它除了有尼龙类产品共有的特点外，它还不被水果汁，咖啡，茶等污染，耐污染性良好；因此，它用来制作透明耐油，耐污染的容器，食品容器，高强度的开关等。

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第四篇：分析防水涂料的性能

分析防水涂料的性能

银川九鼎日盛装饰装修公司的设计师们经常会去涂料市场上看看这些室内设计不可缺少的东西，涂料产品五花八门，种类繁多，有防水的，有防腐，有防震的等等。那么消费者该如何选择室内装修的防水涂料呢？银川装修公司设计师就和大家分享一下防水涂料的知识吧!

一、防水材料分类

单组分聚氨酯：室内外兼用，刷完很厚，约3毫米左右，而且弹张力在300%以上，很有弹力，任何基材的开裂都不会使其开裂，防水效果最好。虽然安全性能控制在环保要求之列，但此种防水涂料的气味较大，一般人难以接受，而且极个别品牌的环保性能不达标。

丙烯酸酯：纯液体，开盖即用。水性，可融于水，很容易与地面缝隙结合，形成坚固的防水层，防水效果较柔性灰浆更好。刷完后需要进行拉毛或者扬砂等表面处理，来增加摩擦性，易于贴砖。由于防水效果很好，柔性灰浆和丙烯酸酯更适合用于长期浸水的环境中。价格：300-500元/桶，一桶18公斤。

硬性灰浆，也称刚性灰浆：乳液与砂浆的配比为1：4，刷完后不需对涂层进行处理，可直接贴砖，比较方便。固化后形成水泥硬块，不会起包渗水，其背水面的防水效果很好，是其最大优势。缺点在于此种灰浆硬度较高，容易随着基层的变形开裂而开裂，因此一般用于背水面的防水。价格：200-300元/桶，一桶18公斤，可刷10-13平方米。

聚氨酯呈胶状，很稠，施工时需要使用刮板，很费劲，比较复杂。刷完涂料后需要进行表面处理，拉毛或者扬砂来增加摩擦性，易于贴砖。价格：500元左右/桶，一桶18公斤。这些涂料的干燥速度受气候影响，在潮冷的气候条件下干燥速度比较慢，但气候对于防水效果没有影响。一般情况下，灰浆类的干燥周期为24小时，丙烯酸酯和聚氨酯的干燥周期为24-48小时。

柔性灰浆：乳液与砂浆配比是5：4，具有弹性，就算基层变形开裂也不会影响防水效果。多用于墙面和地面等迎水面，不可用于顶面等背水面，如果防水没做好，有水渗透，很容易起包渗水。价格：300-500元/桶，一桶18公斤。柔性灰浆中还有一类硅胶类防水涂料，属于高档柔性灰浆，弹张力和柔韧度都很好，但价格为600元/桶，比较昂贵，市场上十分少见。

二、防水材料选购技巧

1、完工后闭水实验：防水施工完毕后，封好门口及下水口，室内蓄水24小时，检查是否有渗漏点。

2、防水层厚度要够：防水层的厚度直接影响其防水寿命，若减少防水层的厚度就等于减少其防水寿命。

3、如果发现渗漏要即使的实施补救措施。

4、施工过程要细致：墙面与地面的接缝处、阴阳角、水管、地漏和卫生洁具的周边及铺设冷热管的凿沟内是重点防水部位，施工必须要细致。

5、选购时要认名牌：目前，市场上歪货泛滥，国家明令淘汰、禁用的有毒材料也大量涌入百姓家。普通消费者应选择知名度高、口碑好、防伪程度高、有国际质量体系认证的品牌产品。

6、防水部位要全面：卫浴间的地面和墙面(返高不低于1.8米或满做)，厨房、阳台的地面和墙面(返高不低于0.3米)，一楼住宅的所有地面和墙面(返高0.3米)，地下室的地面和所有墙面都应进行防水、防潮处理。

银川装修公司分析防水材料越来越多，各式各样，如果选用的防水材料不合格或施工不规范，两三年内就会出现渗漏，消费者应对防水施工的关键环节进行必要监督。

银川装修公司：http:///newsshow.php?cid=18&id=44

第五篇：直流无刷电机性能分析

直流无刷电机性能分析

一、无刷直流电机的意义

人们对环境和能源的日益关注，推动了电动汽车的发展，加速了世界强国在电动汽车领域的竞争。在目前电池技术制约下，如何提高电能效率、提高电动汽车续驶历程，是电动汽车行业关注的焦点。无刷直流电机启动转矩大、调速性能好、效率高、能量密度大、过载能力强、性能稳定、安全可靠，是电动汽车的理想驱动电机。无刷直流电机的产业化生产，对提高电动汽车性能、促进电动汽车行业发展、使我国电动汽车行业赶超世界先进水平具有积极的促进作用。

二、无刷直流电机的先进性

电动车辆主要用于城市交通，车辆大部分时间处于启动、加速、制动的工作状态，因此电机的起动性能、加速性能、低速时的效率、制动时的能量再生能力、电机的过载能力、电机的能量密度、电机可靠性对电动车辆尤为重要，是衡量电动车辆电机的重要指标。目前电动车辆还没有专用电机可选，只能选用通用电机，如直流串激电机、直流并激电机、永磁直流电机、异步电机等。通用电机的负载特性为恒负载特性，而电动车辆特性为变负载特性，两者特性不匹配，影响了电机出力，进而影响了电动车辆性能。另外，通用电机的最大效率点均设计在额定点附近，当负载偏离额定点时，电机效率急剧下降，影响了车辆的续驶里程。开关磁阻电机在低速时具有较大的转矩，但效率偏低，永磁同步电机具有较高的效率，但低速时转矩无法提升。只有无刷直流电机具备了以上电机的所有优点，它具有串激直流电机的低速转矩提升功能、并激直流电机的调速性能、永磁同步电机的高效特性和接近异步电机的可靠性，非常适合电动车辆的需要。现就各种电机技术指标汇总见表1。表1 各种电机技术指标汇总

电机

性 能 直流串激电机 支流并激电机 永磁直流电机 鼠笼异步电机 磁阻开关电机 永磁同步电机 无刷直流电机

起动性能 5 4 4 2 3 4 5

低速性能 5 4 4 3 3 4 5

低速时效率 3 3 4 3 4 5 5

平均效率 3 3 4 4 3 5 5

能量密度 2 2 3 4 4 5 5

过载能力 4 4 4 4 3 5 5

再生能力 3 5 4 3 2 5 5

可靠性 2 2 2 5 5 4 4

制造成本 4 4 4 5 5 4 4

控制器成本 5 5 5 4 4 4 4

合 计 36 36 38 37 37 45 47

从上表看无刷直流电机是最为理想的电动车辆驱动电机，与其它电机相比其主要优点为：①电机外特性好，非常符合电动车辆的负载特性，尤其是电机具有可贵的低速大转矩特性，能够提供大的起动转矩，满足车辆的加速要求。②速度范围宽，电机可以在任何转速下全功率运行，这是无刷直流电机的独有特性，这样可以省去汽车的机械变速器，改变内燃车辆的传动模式，进一步提高整车效率。③电机效率高，尤其是在轻载车况下，电机仍能保持较高的效率，这对珍贵的电池能量是很重要的，该种电机可比永磁直流电动机提高效率10％以上，比Y系列电动机提高效率20％以上。④过载能力强，这种电机比Y系列电动机可提高过载能力20％以上，满足车辆的突起堵转需要。⑤再生制动效果好，因电机转子具有很高的永久磁场，在汽车下坡或制动时电机可完全进入发电机状态，给电池充电。⑥电机体积小、重量轻、比功率大、可有效地减轻重量、节省空间。⑦电机无机械换向器，采用全封闭式结构，防止尘土进入电机内部，可靠性高。⑧电机控制系统比异步电机简单。

无刷直流电机是在永磁同步电机的基础上发展而来，它比永磁同步电机具有更高的效率和更大的低速转矩，两种电机的外特性见图1。

三、无刷直流电机的现状

电机分为直流电机、同步电机和异步电机，在我国三种电机的生产分工较为明确，无刷直流电机是三种电机的集合，是电机发展的高层次产品，代表电机的发展方向。目前无刷直流电机研究刚刚起步，主要集中在高等学校，如浙江大学、北京航空航天大学、上海交通大学等，均在进行1.5kw以下样机的研究试验，清华大学正在做15KW电机的样机实验，中科院正在做28 KW电机的样机实验。在企业中生产高性能、大容量这种电机的厂家还没有，只有生产结构简单、性能较低、容量在0.2KW以下、用于电动自行车电机的厂家。国际发达国家对无刷直流电机的研制与中国大体相当，但像美国、日本在无刷直流电机控制方面比中国先进。