常用电动机类型及特点.docx
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1、常用电动机类型及特点电动机类型及特点一、同步电机与异步电机区别:(均属沟通电机)构造:同步电机与异步电机得定子绕组就是一样得,主要区别在于转子得构造。同步电机得转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,通过滑环引入电流;而异步电机得转子就是短路得绕组,靠电磁感应产生电流(又称感应电机)。相比之下,同步电机较复杂,造价高。应用:同步电机大多用在大型发电机得场合。而异步电机则几乎全用在电动机场合。同步电机效率较异步电机稍高,在2000KW以上得电动机选型时,一般要考虑就能否选用同步电机。二、单相异步电动机与三相异步电动机:单项电动机:当单相正弦电流通过定子绕组时,电机就会产生一个交变磁场,这个磁
2、场得强弱与方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上就是固定得,所以又称这个磁场就是交变脉动磁场。这个交变脉动磁场可分解为两个以一样转速、旋转方向互为相反得旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反得转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转。当我们用外力使电动机向某一方向旋转时(如顺时针方向旋转),这时转子与顺时针旋转方向得旋转磁场间得切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向得旋转磁场间得切割磁力线运动变大。这样平衡就打破了,转子所产生得总得电磁转矩将不再就是零,转子将顺着推动方向旋转起来。通常根据电动机得起动与运行方式得特点,将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电
3、动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动与运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种。区别:三相异步电动机采用380V三相供电,单相电机就是用220V得电源,而且都就是小功率得,最大只要2、2KW。相比于同转速同功率得三相电机,单项电机得效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大,成本高,但由于单相电源方便,且调速方便,因而广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等。三、无刷直流电机1、无刷直流电机:无刷直流电机就是永磁式同步电机得一种,而并不就是真正得直流电机。无刷直流电机不使用机械得电刷装置,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子得永磁
4、材料,性能上相较一般得传统直流电机有很大优势,就是当今最理想得调速电机。直流无刷电机由电动机主体与驱动器组成,在电动机内装有位置传感器检测电动机转子得极性,驱动器由功率电子器件与集成电路等构成,其功能就是:接受电动机得启动、停止、制动信号,以控制电动机得启动、停止与制动;接受位置传感器信号与正反转信号,用来控制逆变桥各功率管得通断,产生连续转矩;接受速度指令与速度反应信号,用来控制与调整转速;提供保护与显示等等。特点:全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速;具有传统直流电机得所有优点,同时又取消了碳刷、滑环构造;能够低速大功率运行,能够省去减速机直接驱动大得负载;体积
5、小、重量轻、出力大;转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;无级调速,调速范围广,过载能力强;软启软停、制动特性好,可省去原有得机械制动或电磁制动装置;效率高,电机本身没有励磁损耗与碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%60%,仅节电一项一年收回购置成本;可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单;耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长;没有无线电干扰,不产生火花,十分合适爆炸性场所,有防爆型;根据需要可选梯形波磁场电机与正旋波磁场电机。2、无刷直流电机与有刷直流电机直流无刷电机与直流电机就是2个概念。固然直流无刷电机名字带直流,实际上就是不就是直流电机。从
6、分类上来瞧,直流电机就是一类,而直流无刷电机则属于同步电机。(1)无刷电机得优点无电刷、低干扰:没有了有刷电机运转时产生得电火花,极大减少了电火花对遥控无线电设备得干扰。噪音低,运转顺畅:没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,发热量低,效率高,噪音低,对于模型运行稳定性就是一个宏大得支持。寿命长,低维护成本:无刷电机得磨损主要就是在轴承上,从机械角度瞧,无刷电机几乎就是一种免维护得电动机了,必要得时候,只需做一些除尘维护即可。但有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点就是无刷电机不可替代得(2)从趋势上论,无刷减速电机可能取代有刷减速电机适用范围:无刷电机通常被使用在控制要求比拟高,转
7、速比拟高得设备上,如航模,精细仪器仪表等对电机转速控制严格,转速到达很高得设备;通常动力设备使用得都就是有刷电机,如吹风机,工厂得电动机,家用得抽油烟机等;使用寿命:无刷电机通常使用寿命在几万小时这个数量级,主要取决于轴承得不同;通常有刷电机得连续工作寿命在几百到1千多个小时,到达使用极限就需要更换碳刷;使用效果:无刷电机通常就是数字变频控制,可控性强,从每分钟几转,到每分钟几万转都能够很容易实现。碳刷电机启动以后工作转速恒定,调速不就是很容易,串激电机也能到达20000转/秒,但就是使用寿命会比拟短。节能环保方面:相对而言,无刷电机采用变频技术控制得会比串激电机节能很多,最典型得就就是变频空
8、调与冰箱。维修方面:碳刷电机需要更换碳刷,而无刷电机,使用寿命很长,日常维护基本不需要。噪音方面:与就能否就是有刷电机无关,主要就是瞧轴承与点击内部组件得配合情况。3、无刷直流电机与沟通电机无刷直流电机,定子就是旋转磁场,拖着转子磁场转动;沟通同步电机,也就是定子旋转磁场拖着转子磁场转动;它们得不同就是,旋转磁场旋转得原因不同:(1)沟通同步电机,定子磁场转动得原因就是相互落后120度得三相对称沟通电,定子磁场得转动就是沟通电得变化快慢;(2)直流电机,就是直流电源不变得恒定电压,与线圈连接实际位置得改变构成得,而且与线圈连接实际位置得改变就是转子转动得快慢;这样,它们得调速方法就不同:(1)
9、沟通同步电机,定子磁场转动得原因就是相互落后120度得三相对称沟通电,定子磁场得转动就是沟通电得变化快慢;只要改变沟通电变化得快慢,就能改变电机得转速,即变频调速;(2)直流电机,就是直流电源不变得恒定电压,与线圈连接实际位置得改变构成得,而且与线圈连接实际位置得改变只与转子转动得快慢相关;只要改变转子得转速就能够调速,而转子得转速与电压成正比,改变电压就可改变转速,即调压调速;直流调速不改变电机得负载性质,而沟通调速改变了负载得性质;沟通调速(变频),频率不同时,沟通电机得感抗大小不同,负载性质随之改变,就是一个极不稳定得系统,很难实现精细调速。直流调速(变压),电压不同时,直流电机得电阻大
10、小不变,负载性质不变,就是一个非常稳定得系统,很容易实现精细调速,几个毫伏得电压速度都能够分辨。由于无刷直流电动机得励磁来源于永磁体,没有激磁损耗得问题,由于转子中无交变磁通,其转子上既无铜耗又无铁耗,综合效率比同容量异步电动机高出1020%左右(根据功率大小而定)。无刷直流电动机具有高效率、高转矩、高精度得三高特性,非常合适使用在24小时连续运转得机械,同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机得所有优点,就是当今最理想得调速电机。比拟:直流电机具有优良得启动特性与调速特性,但造价较高;沟通电机造价低,电源方便,但启动特性与调速特性稍差;4、无刷直流电机与沟通伺服电
11、机直流无刷电机:无刷直流电机感应反电动势也就是梯形波得。无刷直流电机得控制需要位置信息反应,必须有位置传感器或就是采用无位置传感器估计技术,构成自控式得调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压根据有刷直流电机PWM得方法进行控制即可。本质上,无刷直流电机也就是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴。沟通伺服电机:通常讲得沟通永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组与永磁转子,感应电动势波形为正弦,外加得定子电压与电流也应为正弦波,一般靠沟通变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反应信息,能够采用矢量控制(磁场定向控制)或直接转矩控制得先进控制方式。
12、区别:方波与正弦波控制导致得设计理念不同。最后明确一个概念,无刷直流电机得所谓“直流变频本质上就是通过逆变器进行得沟通变频,从电机理论上讲,无刷直流电机与沟通永磁同步伺服电机类似,应该归类为沟通永磁同步伺服电机;但习惯上被归类为直流电机,由于从其控制与驱动电源以及控制对象得角度瞧,称之为“无刷直流电机也算就是适宜得。四、电机调速1、直流电机调速:转子电路串联电阻(短时调速)、转子电路电压(广泛应用,调节范围0基速)、改变磁通(只能提高转速,基速以上,恒功率调速)(1)电压调速:可控电源调速、PWM(脉宽调制)调速(广泛应用)与老式得可控直流电源调速系统相比,PWM调速系统有下面优点:a、采用全
13、控型器件得PWM调速系统,其脉宽调制电路得开关频率高,因而系统得频带宽,响应速度快,动态抗扰能力强。b、由于开关频率高,仅靠电动机电枢电感得滤波作用就能够获得脉动很小得直流电流,电枢电流容易连续,系统得低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,同时电动机得损耗与发热都较小。c、PWM系统中,主电路得电力电子器件工作在开关状态,损耗小,装置效率高,而且对沟通电网得影响小,没有晶闸管整流器对电网得“污染,功率因数高,效率高。d、主电路所需得功率元件少,线路简单,控制方便。目前,遭到器件容量得限制,PWM直流调速系统只用于中、小功率得系统。国内得超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机得调压调
14、速2、沟通电机调速: (1)三相异步电动机:a、变极对数调速方法:改变定子绕组得接线方式来改变笼型电动机定子极对数到达调速目得。特点:具有较硬得机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、控制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;能够与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率得平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速得生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。b、变频调速:改变电动机定子电源得频率,进而改变其同步转速得调速方法。变频调速系统主要设备就是提供变频电源得变频器,变频器可分成沟通直流沟通变频器与沟通沟通变频器两大类,目前国内大都使用交直交变
15、频器。其特点:效率高,调速经过中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。c、串级调速:绕线式电动机转子回路中串入可调节得附加电势来改变电动机得转差,到达调速得目得。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:可将调速经过中得转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速7090得生产机械上;调速装置故障时能够切换至全速运行,避免停产;晶闸管串级调速功率因数偏
16、低,谐波影响较大。本方法合适于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。d、串入附加电阻:绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机得转差率加大,电动机在较低得转速下运行。串入得电阻越大,电动机得转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热得形式消耗在电阻上。属有级调速,机械特性较软。e、定子调压调速:由于电动机得转矩与电压平方成正比,因而最大转矩下降很多,为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大得笼型电动机,如专供调压调速用得力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上得场合应采用反应控制以到达自动调节转速目得。调压调速得主要装置就是
17、一个能提供电压变化得电源,目前常用得调压方式有串联饱与电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速得特点:调压调速线路简单,易实现自动控制;调压经过中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低。调压调速一般适用于100KW下面得生产机械。f、电磁调速:特点:装置构造及控制线路简单、运行可靠、维修方便;调速平滑、无级调速;对电网无谐影响;速度失大、效率低。本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行得生产机械。g、液力耦合器调速:特点:功率适应范围大,可知足从几十千瓦至数千千瓦不同功率得需要;构造简单,工作可靠,使用及维修方便,且造价低;尺寸小,能容大;控制调节方
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