常用電動機(jī)類型及特點(diǎn)

1、電動機(jī)類型與特點(diǎn)步逍巾一機(jī)-控制電機(jī)力矩電機(jī)開其磁阻電機(jī) ,r溢無刷電機(jī)旋轉(zhuǎn)電機(jī)功率電機(jī)Ft流電機(jī)空流電機(jī)異企電機(jī)同步電機(jī)信號電機(jī) 1_位貫信號電機(jī)速度信號電機(jī)同步電機(jī)與異步電機(jī)區(qū)別：均屬交流電機(jī)結(jié)構(gòu)：同步電機(jī)和異步電機(jī)的定子繞組是一樣的，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有直流勵 磁繞組，所以需要外加勵磁電源，通過滑環(huán)引入電流；而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是短路的繞組，靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生 電流又稱感應(yīng)電機(jī)。相比之下，同步電機(jī)較復(fù)雜，造價高。應(yīng)用：同步電機(jī)大多用在大型發(fā)電機(jī)的場合。而異步電機(jī)那么幾乎全用在電動機(jī)場合。同步電機(jī)效率較異 步電機(jī)稍高，在 2000KW以上的電動機(jī)選型時，一般要考慮是否選用同步

2、電機(jī)。二、單相異步電動機(jī)與三相異步電動機(jī)：單項(xiàng)電動機(jī)：當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時，電機(jī)就會產(chǎn)生一個交變磁場，這個磁場的強(qiáng)弱和方向隨時 間作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可 分解為兩個以一樣轉(zhuǎn)速、旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩 個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電機(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機(jī)向某一方 向旋轉(zhuǎn)時如順時針方向旋轉(zhuǎn)，這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變小；轉(zhuǎn)子 與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變大。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁轉(zhuǎn)矩

3、 將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。通常根據(jù)電動機(jī)的起動和運(yùn)行方式的特點(diǎn)，將單相異步電動 機(jī)分為單相電阻起動異步電動機(jī)、單相電容起動異步電動機(jī)、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī)、單相電容起動和 運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī)、單相罩極式異步電動機(jī)五種。區(qū)別：三相異步電動機(jī)采用 380V三相供電，單相電機(jī)是用220V的電源，而且都是小功率的，最大只有2.2KW。相比于同轉(zhuǎn)速同功率的三相電機(jī)，單項(xiàng)電機(jī)的效率低、功率因數(shù)低、運(yùn)行平穩(wěn)性差、且體積大， 本錢高，但由于單相電源方便，且調(diào)速方便，因此廣泛用于電開工具、醫(yī)療器械、家用電器等。三、無刷直流電機(jī)1、無刷直流電機(jī)：無刷直流電機(jī)是永磁式同步電機(jī)的一種，而并不是真正的直流

4、電機(jī)。無刷直流電機(jī)不使用機(jī)械的電刷 裝置，采用方波自控式永磁同步電機(jī)，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料，性 能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機(jī)有很大優(yōu)勢，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。直流無刷電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動 器組成，在電動機(jī)裝有位置傳感器檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其 功能是：承受電動機(jī)的啟動、停止、制動信號，以控制電動機(jī)的啟動、停止和制動；承受位置傳感器信號 和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；承受速度指令和速度反響信號，用來控 制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。特點(diǎn)：全面替代直流電機(jī)調(diào)速、變頻器 +變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)

5、 +減速機(jī)調(diào)速；具有傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，同時又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)；可以低速大功率運(yùn)行，可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動大的負(fù)載；體積小、重量輕、出力大；轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異，中、低速轉(zhuǎn)矩性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小；無級調(diào)速，調(diào)速圍廣，過載能力強(qiáng)；軟啟軟停、制動特性好，可省去原有的機(jī)械制動或電磁制動裝置；效率高，電機(jī)本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗，消除了多級減速耗，綜合節(jié)電率可達(dá)20%60%僅節(jié)電一項(xiàng)一年收回購置本錢；可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，維修與保養(yǎng)簡單；耐顛簸震動，噪音低，震動小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，壽命長；沒有無線電干擾，不產(chǎn)生火花，特別適合爆炸性場所，有防爆型；根據(jù)需要可選梯形波磁場電機(jī)和正旋波磁場電機(jī)

6、。2、無刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)直流無刷電機(jī)和直流電機(jī)是 2個概念。雖然直流無刷電機(jī)名字帶直流，實(shí)際上是不是直流電機(jī)。從分 類上來看，直流電機(jī)是一類，而直流無刷電機(jī)那么屬于同步電機(jī)。1無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)無電刷、低干擾：沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花，極大減少了電火花對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。 噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢：沒有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，發(fā)熱量低，效率高，噪音低，對于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。壽命長，低維護(hù)本錢：無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上，從機(jī)械角度看，無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動機(jī)了，必要的時候，只需做一些除塵維護(hù)即可。但有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無刷

7、電機(jī)不可替代的2從趨勢上論，無刷減速電機(jī)可能取代有刷減速電機(jī)適用圍：無刷電機(jī)通常被使用在控制要求比較高，轉(zhuǎn)速比較高的設(shè)備上，如航模，精細(xì)儀器儀表等對電機(jī)轉(zhuǎn)速控制嚴(yán)格，轉(zhuǎn)速到達(dá)很高的設(shè)備；通常動力設(shè)備使用的都是有刷電機(jī)，如吹風(fēng)機(jī)，工廠的電動機(jī)，家用的抽油煙機(jī)等；使用壽命：無刷電機(jī)通常使用壽命在幾萬小時這個數(shù)量級，主要取決于軸承的不同；通常有刷電機(jī)的連續(xù)工作壽命在幾百到 1千多個小時，到達(dá)使用極限就需要更換碳刷；使用效果：無刷電機(jī)通常是數(shù)字變頻控制，可控性強(qiáng)，從每分鐘幾轉(zhuǎn)，到每分鐘幾萬轉(zhuǎn)都可以很容易實(shí)現(xiàn)。碳刷電機(jī)啟動以后工作轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)速不是很容易，串激電機(jī)也能到達(dá)20000轉(zhuǎn)/秒，但是使用壽命會

8、比較短。節(jié)能環(huán)保方面：相對而言，無刷電機(jī)采用變頻技術(shù)控制的會比串激電機(jī)節(jié)能很多，最典型的就是變頻空調(diào)和冰箱。維修方面：碳刷電機(jī)需要更換碳刷，而無刷電機(jī)，使用壽命很長，日常維護(hù)根本不需要。噪音方面 ：與是否是有刷電機(jī)無關(guān)，主要是看軸承和點(diǎn)擊部組件的配合情況。3、無刷直流電機(jī)與交流電機(jī)無刷直流電機(jī)，定子是旋轉(zhuǎn)磁場，拖著轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)動；交流同步電機(jī)，也是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖著轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)動；它們的不同是，旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)的原因不同：1交流同步電機(jī)，定子磁場轉(zhuǎn)動的原因是彼此落后120度的三相對稱交流電， 定子磁場的轉(zhuǎn)動是交流電的變化快慢；2直流電機(jī)，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實(shí)際位置的改變形成的，而且與線

9、圈連接實(shí)際位置的改變是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的快慢；這樣，它們的調(diào) 速方法就不同：1交流同步電機(jī)，定子磁場轉(zhuǎn)動的原因是彼此落后120度的三相對稱交流電，定子磁場的轉(zhuǎn)動是交流電的變化快慢；只要改變交流電變化的快慢，就能改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，即變頻調(diào)速；2直流電機(jī)，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實(shí)際位置的改變形成的，而且與線圈連接實(shí)際位置的改變 只與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的快慢相關(guān)；只要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就可以調(diào)速，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電壓成正比，改變電壓就可 改變轉(zhuǎn)速，即 調(diào)壓調(diào)速；直流調(diào)速不改變電機(jī)的負(fù)載性質(zhì)，而交流調(diào)速改變了負(fù)載的性質(zhì)；交流調(diào)速變頻，頻率不同時，交流電機(jī)的感抗大小不同，負(fù)載性質(zhì)隨之改變，是一個極不穩(wěn)定的系統(tǒng)，很難

10、實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)速。直流調(diào)速變 壓，電壓不同時，直流電機(jī)的電阻大小不變，負(fù)載性質(zhì)不變，是一個非常穩(wěn)定的系統(tǒng)，很容易實(shí)現(xiàn)精細(xì) 調(diào)速，幾個毫伏的電壓速度都可以分辨。,由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上由于無刷直流電動機(jī)的勵磁來源于永磁體，沒有激磁損耗的問題既無銅耗又無鐵耗， 綜合效率比同容量異步電動機(jī)高出1020%左右依據(jù)功率大小而定。 無刷直流電動機(jī)具有高效率、高轉(zhuǎn)矩、高精度的三高特性，非常適合使用在24小時連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械，同時具有體積小，重量輕，可作成各種體積形狀，產(chǎn)品性能超越傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。比較：直流電機(jī)具有優(yōu)良的啟動特性和調(diào)速特性，但造價較高；交流電機(jī)造價低，電源方便

11、，但啟動特性和調(diào)速特性稍差；4、無刷直流電機(jī)與交流伺服電機(jī)直流無刷電機(jī)：無刷直流電機(jī)感應(yīng)反電動勢也是梯形波的。無刷直流電機(jī)的控制需要位置信息反響，必須有位置傳感器或是采用無位置傳感器估計技術(shù)，構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)?？刂茣r各相電流也盡量控制成方波，逆變器輸出電壓按照有刷直流電機(jī)PWM勺方法進(jìn)展控制即可。本質(zhì)上，無刷直流電機(jī)也是一種永磁同步電動機(jī)，調(diào)速實(shí)際也屬于變壓變頻調(diào)速疇。交流伺服電機(jī)：通常說的交流永磁同步伺服電機(jī)具有定子三相分布繞組和永磁轉(zhuǎn)子，感應(yīng)電動勢波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)常采用自控式，也需要位置反響信息，可以采用矢量控

12、制磁場定向控制或直接轉(zhuǎn)矩控制的先進(jìn)控制方式。區(qū)別：方波和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計理念不同。最后明確一個概念，無刷直流電機(jī)的所謂“直流變頻實(shí)質(zhì)上是通過逆變器進(jìn)展的交流變頻，從電機(jī)理論上講，無刷直流電機(jī)與交流永磁同步伺服電機(jī)相似，應(yīng)該歸類為交流永磁同步伺服電機(jī)；但習(xí)慣上被歸類為直流電機(jī)，因?yàn)閺钠淇刂坪万?qū)動電源以與控制對象的角度看，稱之為“無刷直流電機(jī)也算是適宜的。四、電機(jī)調(diào)速1、直流電機(jī)調(diào)速：轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻短時調(diào)速、轉(zhuǎn)子電路電壓廣泛應(yīng)用，調(diào)節(jié)圍0 基速、改變磁通只能提高轉(zhuǎn)速，基速以上，恒功率調(diào)速1電壓調(diào)速：可控電源調(diào)速、PWM脈寬調(diào)制調(diào)速廣泛應(yīng)用與老式的可控直流電源調(diào)速系統(tǒng)相比， PW碉速系統(tǒng)有以下

13、優(yōu)點(diǎn)：a、采用全控型器件的 PW碉速系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開關(guān)頻率高，因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。b、由于開關(guān)頻率高，僅靠電動機(jī)電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速圍寬，同時電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。c、PWM系統(tǒng)中，主電路的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對交流電網(wǎng)的影響小，沒有晶閘 管整流器對電網(wǎng)的“污染，功率因數(shù)高，效率高。d、主電路所需的功率元件少，線路簡單，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWM直流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng)。國的超大功率調(diào)速還要依靠可控硅實(shí)現(xiàn)可控整流來實(shí)現(xiàn)直

14、流電機(jī)的調(diào)壓調(diào)速2、交流電機(jī)調(diào)速:各種常用調(diào)逑電機(jī)的簡單比較開關(guān)磁沮調(diào)速舀統(tǒng)通用變頻調(diào)速系統(tǒng)YCT電磁調(diào)述系統(tǒng)電機(jī)局部電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單.定 子為集中繞組,轉(zhuǎn)尢繞組及鼠寵 條*方便維護(hù).定為分命繞組 轉(zhuǎn)子為鼠籠條或蒔定子曲分布繞組， 轉(zhuǎn)予為鼠蘢條或鑄 鋁。調(diào)速局部為外 加電雄轉(zhuǎn)差高合器控制局部控制系統(tǒng)校復(fù)雜， 但丄作平安可霏， 不易損壞.控制茶統(tǒng)較簡單， 但存直橋短斟廣【通 危險.己損壞.控制系統(tǒng)最為簡 單，但不易損壞B調(diào)速范卿調(diào)速范用寬，調(diào)速 比為20;1額定L500轉(zhuǎn)電機(jī)，調(diào)速 范闈為100-2000 轉(zhuǎn).調(diào)速范憫宰，呆住調(diào)速范fflaoils 50Hz 額定1500轉(zhuǎn)電機(jī)*調(diào)速范圍為600 轉(zhuǎn)

15、1射0轉(zhuǎn)O調(diào)速范國窄，調(diào)速 比為10:1調(diào)速范 圍股為130 1300 轉(zhuǎn)。低速性能低速性能好,町實(shí) 現(xiàn)WQ轉(zhuǎn)穩(wěn)定運(yùn)存， 且低速效率高.低速轉(zhuǎn)矩出力不 隹，存在彼動，且 效率明園下降低速轉(zhuǎn)矩用力很 差,效率很低-系統(tǒng)效率條疏效率高，功那 因數(shù)高，H：無功功 率很小押條統(tǒng)散率咼，功率 囚數(shù)同Y系列電機(jī)， 何低謹(jǐn)啟率低，系統(tǒng)效率差，功率 因數(shù)低，其無功功 率很大。空載電流例：22KV電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速空載電流為Ot 5A左右口例：22K甲電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速空載電流為4A 左右。例=22KW電機(jī)額定 轉(zhuǎn)速空拔電流為L1A 左韋C耗能比較札：Li田.恨姑貝徑免人 小而變化伍載大 用電多,負(fù)載小用 ri J 1

16、 耗電議和負(fù)載大小 有一定關(guān)系耗電量和笊載大小 無太大關(guān)系U啟動能力啟動蔣矩大*啟動 電流小b可提供大軻矩啟 動但電流很大.啟動電流大.約為 額定電流45倍匸總結(jié)園尸最先進(jìn)的高端 產(chǎn)品,價格較高*調(diào)速系統(tǒng)性館最ft 產(chǎn)品.屬于中端產(chǎn)朋,價 格適中,調(diào)速系統(tǒng) 件能一股產(chǎn)品，屬于低端產(chǎn)品#價 塔袋低，調(diào)速條統(tǒng) 性能最差產(chǎn)品，屈 于即將陶汰產(chǎn)品口1三相異步電動機(jī):a、變極對數(shù)調(diào)速方法：改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機(jī)定子極對數(shù)到達(dá)調(diào)速目的。特點(diǎn)：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低；有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配

17、合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。b、變頻調(diào)速：改變電動機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國大都使用交-直-交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用圍廣，可用于籠型異步電動機(jī)； 調(diào)速圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價高，維護(hù)檢修困難。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。c、串級調(diào)速：繞線式電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)差，到達(dá)調(diào)速的目 的。根據(jù)

18、轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級調(diào)速可分為電機(jī)串級調(diào)速、機(jī)械串級調(diào)速與晶閘管串級調(diào)速形式， 多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速圍成正比， 投資省，適用于調(diào)速圍在額定轉(zhuǎn)速 70 %-90%的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時可 以切換至全速運(yùn)行，防止停產(chǎn)；晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵 與軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。d、串入附加電阻：繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動機(jī)在較低的 轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形 式消

19、耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機(jī)械特性較軟。e、定子調(diào)壓調(diào)速：由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，為了擴(kuò)大調(diào)速圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機(jī)，或者在繞線式電動機(jī)上串 聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行圍，當(dāng)調(diào)速在2： 1以上的場合應(yīng)采用反響控制以到達(dá)自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以與晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最正確。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實(shí)現(xiàn)自動控 制；調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生

20、產(chǎn)機(jī)械。f、電磁調(diào)速：特點(diǎn)：裝置結(jié)構(gòu)與控制線路簡單、運(yùn)行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無級調(diào)速；對電 網(wǎng)無諧影響；速度失大、效率低。本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。g、 液力耦合器調(diào)速：特點(diǎn)：功率適應(yīng)圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；結(jié)構(gòu) 簡單，工作可靠，使用與維修方便，且造價低；尺寸小，能容大；控制調(diào)節(jié)方便，容易實(shí)現(xiàn)自動控制。本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速。2單相異步電動機(jī)：和力矩電機(jī)相比，它恒轉(zhuǎn)矩；和變頻電機(jī)相比它不節(jié)能；和直流電機(jī)相比，它控制的精度低；單相異步電動機(jī)和三相異步電動機(jī)一樣，它的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)較困難。如采用變頻調(diào)速那么設(shè)備復(fù)雜、本錢 高。為此一般

21、只進(jìn)展有極調(diào)速，主要的調(diào)速方法有：a、串電抗器調(diào)速降壓調(diào)速：將電抗器與電動機(jī)定子繞組串聯(lián)，利用電抗器上產(chǎn)生的壓降使加到電機(jī) 定子繞組上的電壓低于電源電壓，從而到達(dá)降低電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。此種調(diào)速方法，只能是由電機(jī)的額定 轉(zhuǎn)速往低調(diào)。多用在吊扇與臺扇上。b 、電動機(jī)繞組部抽頭調(diào)速：通過調(diào)速開關(guān)改變中間繞組與啟動繞組與工作繞組的接線方法，從而到 達(dá)改變電動機(jī)部氣隙磁場的大小，到達(dá)調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。有L型和T型兩種接法。c 、交流晶閘管調(diào)速：利用改變晶閘管的導(dǎo)通角，來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)加在單相電動機(jī)上的交流電壓的大小， 從而到達(dá)調(diào)速的目的。此方法可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，缺點(diǎn)是有一些電磁干擾。常用于電風(fēng)扇的調(diào)速上。

22、五、電機(jī)啟動1、直流電機(jī)啟動1啟動方法直接合閘起動：直接合閘起動就是將電動機(jī)直接接入到額定電壓的電源上啟動。由于直流電機(jī)電樞回路電阻和電感都較小，而轉(zhuǎn)動體具有一定的機(jī)械慣性，起動的開場階段電流很大，最大可達(dá)額定電流的1520倍。因?yàn)殡妱訖C(jī)啟動電流很大，所以啟動轉(zhuǎn)矩大，電動機(jī)啟動迅速， 但這一電流會使電網(wǎng)受到擾動、機(jī)組受到機(jī)械沖擊、換向器發(fā)生火花。它只適用于功率不大于4千瓦小型電動機(jī)，如家用電器中的直流電機(jī)。串電阻起動：在啟動時將一組啟動電阻 RP串人電樞回路，以限制啟動電流，而當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)上升到額定轉(zhuǎn)數(shù)后，再把啟動變阻器從電樞回路中切除。啟動電流小，但是變阻器比較笨重，啟動過程中要消耗很多的能量。降

23、電壓起動：在啟動時通過暫時降低電動機(jī)供電電壓的方法來限制啟動電流，需要有一套可變電壓的直流電源，這種方法只適合于大功率直流電機(jī)。2啟動轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)的起動轉(zhuǎn)矩由你自己設(shè)定，假設(shè)全壓直接起動，可以到達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的20多倍，這樣將使機(jī)械損毀，所以必須參加啟動電阻以減少起動電流，從而減少起動轉(zhuǎn)矩，一般參加的啟動電阻使起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的2-2.5倍左右，這樣電機(jī)與機(jī)械可以承受，啟動過程也能加快。2、交流電機(jī)啟動(1) 啟動方法全壓啟動：在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接起動的情況下，可以考慮采用全壓直接起動。優(yōu)點(diǎn)是操縱控制方便，維護(hù)簡單，而且比較經(jīng)濟(jì)。主要用于小功率電動機(jī)的起動，從節(jié)約電能的角度考慮，

24、大于11kw的電動機(jī)不宜用此方法。自耦減壓起動：利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應(yīng)不同負(fù)載起動的需要，又能得到更大的起動轉(zhuǎn)矩，是一種經(jīng)常被用來起動較大容量電動機(jī)的減壓起動方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組 抽頭在80%處時，起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接起動時的64%并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)起動轉(zhuǎn)矩。至今仍被廣泛應(yīng)用。Y- 起動：正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)，在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，降低起動電流，減輕對電網(wǎng)的沖擊。起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的1/3，起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。同 任何別的

25、減壓起動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最廉價。除此之外，當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并節(jié)約了電力消耗。軟起動器：利用可控硅的移相調(diào)壓原理來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)壓起動，起動效果好但本錢較高?？煽毓韫ぷ鲿r諧波干擾較大，對電網(wǎng)有一定的影響。另外電網(wǎng)的波動也會影響可控硅元件的導(dǎo)通，特別是同一電網(wǎng) 中有多臺可控硅設(shè)備時。因此可控硅元件的故障率較高，因?yàn)樯媾c到電力電子技術(shù)，因此對維護(hù)技術(shù)人員 的要求也較高。變頻器：因?yàn)樯媾c到電力電子技術(shù)，微機(jī)技術(shù)，因此本錢高，對維護(hù)技術(shù)人員的要求也高，因此主要用在需要調(diào)速并且對速度控制要求高的領(lǐng)域。總之，星三角起動，自藕減壓起動因其

26、本錢低，維護(hù)相對軟起動和變頻控制容易，目前在實(shí)際運(yùn)用中還占有很大的比重。但因其采用分立電氣元件組裝，控制線路接點(diǎn)較多，在其運(yùn)行中，故障率相比照擬高。2啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩表征了電動機(jī)的啟動能力，啟動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩，一般電機(jī)樣板上標(biāo)有兩者的關(guān)系倍數(shù)，一般2倍左右，一般自耦變壓器的抽頭有65% 80%組，需要較大啟動轉(zhuǎn)矩時接 80%否那么接65%六、電機(jī)制動1、反接制動：在電機(jī)斷開電源后，在電機(jī)的電源上加上與正常運(yùn)行電源反相的電源，加快電機(jī)的減速。反接制動有 一個最大的缺點(diǎn)：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為 0時，如果不與時撤除反相后的電源，電時機(jī)反轉(zhuǎn)。因此，不允許反轉(zhuǎn)的 機(jī)械，如一些車床等，制動方法就不能采用反接制動

27、了，而只能采用能耗制動或機(jī)械制動。2 、能耗制動：定子繞組以直流電，從而產(chǎn)生一個固定不變的磁場，轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)方向切割磁力線，產(chǎn)生一個制動力矩。由于是在定子繞組以直流電來制動，因而能耗制動又叫直流注入制動。在一些要求制動時間短和制動效果 好的場合，一般不使用此制動方法。3、再生制動：當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子速度超過電機(jī)同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時，轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子的 旋轉(zhuǎn)方向相反，電機(jī)處于制動狀態(tài)。此時，可以采取一定的措施把產(chǎn)生的電能回饋給電網(wǎng)，因此，再生制 動也叫發(fā)電制動。再生制動會出現(xiàn)在以下兩種場合：1、起重機(jī)重物下降時，電機(jī)轉(zhuǎn)子在重物重力的手動下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有可能超過同步轉(zhuǎn)速，此時，電機(jī)

28、處于再生制動狀態(tài)。2、變頻調(diào)速時，當(dāng)變頻器把頻率降低時，同步轉(zhuǎn)速也隨之降低。但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由于負(fù)載慣性的作用，不會馬上降低，此時，電機(jī)也會處于再 生制動狀態(tài)，直至拖動系統(tǒng)的速度也下降為止。4、機(jī)械制動采用機(jī)械裝置使電動機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法。如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制動器。七、伺服電機(jī)X 瀏朋電勸小與A；個嚴(yán)電亍唄的比姣41 輸 19電貳F強(qiáng)券應(yīng)電以畔戦事應(yīng)世in?*性 AC琥諭VItstAHilST rF-M05FETi9:#拿Ifl停瓷元轄*1 卓1碎于與笈仍S1 rtf- rhK lhA. 軋HA阿叭SBFJ獻(xiàn)體二出35吸乞通二撲m僅區(qū)!*議紐觀用第1、直流伺服電機(jī)與直流無刷電

29、機(jī)直流無刷電機(jī)和直流伺服電機(jī)是 2類，概念上不存在交集。 簡言之：直流伺服電機(jī)特指直流有刷電機(jī)。 無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定?？刂茝?fù)雜，容易實(shí) 現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小， 長壽命，可用于各種環(huán)境。2、交流伺服電機(jī)與直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)：就是把直流電機(jī)加上編碼器形成閉環(huán)控制，電機(jī)通過改變電的大小來改變電機(jī)的扭矩、速度等參數(shù)。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和普通直流電機(jī)差不多，只是直流電機(jī)為滿足低慣量采用細(xì)長電樞，盤 形或空心杯的，或者改成了永磁電機(jī)，是最理想的調(diào)速系統(tǒng)，這就導(dǎo)致直流伺服電機(jī)

30、比較容易實(shí)現(xiàn)調(diào)速， 控制精度較高。缺點(diǎn)是直流伺服電機(jī)有碳刷，容易造成電機(jī)的磨損，而且維護(hù)本錢高操作麻煩。交流伺服電機(jī)： 是交流電機(jī)的一種，通過伺服驅(qū)動器的矢量控制理論控制電機(jī)的扭矩，速度、位置等 等，交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻一般很大，這樣可以防止自轉(zhuǎn)，當(dāng)控制電壓消失后，由于有勵磁電壓，此時 的交流伺服電機(jī)中會有脈振磁動勢，交流伺服就是是一種帶編碼器的同步電機(jī)，效果比直流伺服稍微差一 點(diǎn)，但維護(hù)方便。缺點(diǎn)是價格高、精度沒直流的好！推薦使用交流伺服電機(jī)，直流伺服電機(jī)太熱，控制精度不好，使用壽命短。無電刷和換向器，因此工作可靠，對永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有:維護(hù)和保養(yǎng)要求低。定

31、子繞組散熱比較方便。慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性波紋管聯(lián)軸器。適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。同功率下有較小的體積和重量。八、步進(jìn)電機(jī)磁電式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、價格低廉、應(yīng)用廣泛，主要有永磁式、磁阻式和混合式。(1) 永磁式步進(jìn)電動機(jī)。轉(zhuǎn)子有永磁體的磁極，在氣隙中產(chǎn)生極性交替磁場，定子由四相繞組組成。當(dāng)A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場方向。當(dāng)A相斷電、B相繞組被通電勵磁時，就產(chǎn)生一個新的磁場方向，這時，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一角度而位于新的磁場方向上，被勵磁相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動 方向。假設(shè)定子勵磁的變化太快，轉(zhuǎn)子將不能和定子磁場方向的變化保持一致，轉(zhuǎn)子即失步。起動頻率和 運(yùn)行頻率較低，

32、是永磁式步進(jìn)電動機(jī)的一個缺點(diǎn)。但永磁式步進(jìn)電動機(jī)消耗功率較小，效率較高。(2) 磁阻式步進(jìn)電動機(jī)。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的外外表上設(shè)有按一定規(guī)律分布的相近齒槽，利用定、轉(zhuǎn)子鐵芯齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。其轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼片或軟磁材料做成，當(dāng)定子 某相被勵磁時，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)到使磁路磁阻最小的位置。當(dāng)另一相被勵磁，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到另一位置，使磁路磁阻為 最小時，電動機(jī)就停止轉(zhuǎn)動。這時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個步距角。磁阻式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式較多。磁阻式步進(jìn) 電動機(jī)步距角可做到 115，甚至更小，精度容易保證，起動與運(yùn)行頻率較高，但功耗較大，效率較 低。(3) 混合式步進(jìn)電動機(jī)。它的定、轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)與磁阻式步進(jìn)

33、電動機(jī)相似。轉(zhuǎn)子有永磁體在氣隙中產(chǎn) 生單極性磁場，此磁場還被轉(zhuǎn)子上軟磁材料的齒槽調(diào)制。混合式步進(jìn)電動機(jī)兼有永磁式步進(jìn)電動機(jī)與磁阻 式步進(jìn)電動機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，電動機(jī)步距角小，精度高，工作頻率高，且功耗小，效率高。主要特點(diǎn)1、 一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%,且不累積。2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)，步進(jìn) 電機(jī)外表溫度在攝氏 80-90度完全正常。3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個反向電 動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機(jī)隨頻率或速度的增大而相電流減小，從而導(dǎo) 致力矩下降

34、。4、步進(jìn)電機(jī)低速時可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但假設(shè)高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)在空載情況下能夠正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電 機(jī)不能正常啟動，可能發(fā)生丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)更低。如果要使電機(jī)到達(dá)高速轉(zhuǎn) 動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希望的高頻電機(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速。九、電動車用電動機(jī)：1、電動汽車用電機(jī)：從現(xiàn)已成熟的電機(jī)技術(shù)來看，開關(guān)磁阻電機(jī)在各個技術(shù)特性方面似乎更符合電動車的使用需要，但尚未得到普與。永磁同步電機(jī)應(yīng)用較廣泛，如起亞K5混動、榮威E50、騰勢、北汽EU260等。特

35、斯拉ModelX、Model S均采用異步電機(jī)。此外，如果按電流類型劃分還可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩種。直流電動機(jī)：這類電機(jī)技術(shù)較為成熟，具備控制方式容易，調(diào)速優(yōu)良的特點(diǎn)，曾經(jīng)在調(diào)速電動機(jī)領(lǐng)域 有著最為廣泛的應(yīng)用。但是由于直流電動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提 高受到限制，而且在長時間工作的情況下，電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗，增加維護(hù)本錢。此外，電動機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，會造成高頻電磁干擾，影響整車其他電器性能。由于直流電動機(jī)有著以 上缺點(diǎn)，目前的電動汽車已經(jīng)根本將直流電機(jī)淘汰。異步電動機(jī)：相比于永磁同步電機(jī)，異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是本錢低，工藝簡單、運(yùn)行可靠耐用

36、、 維修方便，而且能忍受大幅度的工作溫度變化。反之，溫度大幅變化會損壞永磁同步電動機(jī)。盡管在重量和體積方面，異步電動機(jī)并不占優(yōu)勢，但其轉(zhuǎn)速圍廣泛以與高達(dá)20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速，即使不匹配二級差速器也能夠滿足該級別車型高速巡航的轉(zhuǎn)速需求，至于重量對續(xù)航里程的影響，高能量密度的18650電池能夠“掩蓋電機(jī)重量的劣勢。此外，異步電機(jī)穩(wěn)定性優(yōu)秀也是被特斯拉選用的重要原因。永磁同步電動機(jī)： 永磁同步電機(jī)是新能源汽車領(lǐng)域使用最廣泛的電機(jī)。所謂永磁，是指在制造電機(jī)轉(zhuǎn) 子時參加永磁體。而所謂同步，那么指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致，通過控制電 機(jī)的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速

37、將最終被控制。與其他類型的電機(jī)相比較，永磁同步電機(jī)能 夠?yàn)樾履茉雌囂峁┳畲蟮膭恿敵雠c加速度。這也是永磁同步電機(jī)是廣闊汽車制造商首選的主要原因。 但是，永磁同步電機(jī)也有自身的缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產(chǎn)生磁性衰退 的現(xiàn)象，所以在相對復(fù)雜的工作條件下，電機(jī)容易發(fā)生損壞。而且永磁材料價格較高，因此整個電機(jī)與其 控制系統(tǒng)本錢較高。開關(guān)磁阻電動機(jī)： 開關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型電機(jī)，相比其他類型的驅(qū)動電機(jī)而言，它具有結(jié)構(gòu)簡單 穩(wěn)固、可靠性高、質(zhì)量輕、本錢低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點(diǎn)。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)可 控性好的優(yōu)良特性，同時適用于惡劣環(huán)境，非常適合作為電動汽車的

38、驅(qū)動電機(jī)使用，曾被專家預(yù)測為電動 車領(lǐng)域的一匹黑馬。但控制系統(tǒng)的設(shè)計相對復(fù)雜，特別是在研發(fā)階段，現(xiàn)有技術(shù)很難為其建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué) 模型。在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電動機(jī)本身發(fā)出的噪音以與振動是電動車無法“容忍的，尤其是負(fù)載運(yùn)行的 工況下，這兩點(diǎn)尤為明顯。綜上所述，這類電動機(jī)或許在未來能夠通過技術(shù)優(yōu)化克制致命硬傷的前提下， 廣泛應(yīng)用于電動車領(lǐng)域，能夠幫助電動車的續(xù)航里程有所提升。輪轂電機(jī)：到現(xiàn)在仍舊停留在概念階段，輪轂電機(jī)給簧下質(zhì)量帶來過重的負(fù)擔(dān)是阻礙它開展的原因之。4種電機(jī)性能比較慢81汽車制表性能及類型直流電機(jī)異步電機(jī)永S3同卅電機(jī)幵關(guān)磁阻電機(jī)4000-600012000-200004000-1000015000功率密度低中高重中輕輕夭中小小可離好好結(jié)枸鞏固性差好好控制霽本錢低高高別巴愛com2、電動車用電機(jī)：永磁電機(jī)又分為有刷電機(jī)和無刷電機(jī)兩大類。有刷電機(jī)：由碳刷與換向器進(jìn)展機(jī)械換向，一般有刷電機(jī)的電刷大約磨損2000小時就應(yīng)該換新。普通輪轂電機(jī)和柱式電機(jī)也有叫中置電機(jī)的需要專業(yè)維修人員才能更換，而串激電機(jī)普通用戶自己就可以 更換。電刷的磨損還與電流大小以與電刷含銀量有關(guān)。貨運(yùn)三輪使用的串激電機(jī)