学习电机的分类及运用

mm了解

      从广义上讲，电机是电能的转换设备，包括旋转电机和中止电机。旋转电机是依据电磁感应原理完结电能与机械能之间互相转换的一种能量转换设备；中止电机是依据电磁感应规律和磁势平衡原理完结电压改动的一种电磁设备，也称其为变压器。



     这儿我们首要评论旋转电机，旋转电机的品种许多，在现代工业领域中运用极点广泛，能够说，有电能运用的场合都会有旋转电机的身影。与内燃机和蒸汽机比照，旋转电机的工作功率要高的多；并且电能比其它动力传输更便当、费用更廉价，此外电能还具有清洁无污、简略控制等特征，所以在实习日子中和工程实习中，旋转电机的运用日益广泛。

     不相同的电机有不相同的运用场合，跟着电机制造技术的不断展开和对电机工作原理研讨的不断深入，如今还出现了许多新式的电机，例如，美国EAD公司研制的无槽无刷直流电动机，日本SERVO公司研制的小功率混合式步进电机，我国自行研制适用于工业机床和电动自行车上的大力矩低转速电机等。


旋转电机分类
     在旋转电机中，由于发电机是电能的出产机器，所以和电动机比照，它的品种要少的多；而电动机是工业中的运用机器，所以和发电机比照，我们对电动机的研讨要多的多，对其分类也要详细的多。实习上，我们一般所说的旋转电机都是狭义的，也便是电动机——俗称“马达”。尽人皆知，电动机是传动以及控制系统中的首要组成部分，跟着现代科学技术的展开，电动机在实习运用中的关键现已初步从以前简略的传意向凌乱的控制搬运；尤其是对电动机的速度、方位、转矩的精确控制。

     由此可见，对于一个电气工程技术人员来说，了解各种电机的类型及其功用是很首要的一件工作。一般我们依据旋转电机的用途进行底子分类。下面我们就从控制电动机初步，逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最底子的电动机——控制电动机和功率电动机以及信号电机。


控制电动机
伺服电动机
     伺服电动机广泛运用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，然后抵达控制目的。

     伺服电动机有直流和交流之分；最早的伺服电动机是一般的直流电动机，在控制精度不高的情况下，才选用一般的直流电机做伺服电动机。如今的直流伺服电动机从结构上讲,便是小功率的直流电动机,其励磁多选用电枢控制和磁场控制,但一般选用电枢控制。
旋转电机的分类，直流伺服电动机在机械特性上能够极好的满足控制系统的恳求，但是由于换向器的存在，存在许多的缺乏：换向器与电刷之间易发作火花，烦扰驱动器工作，不能运用在有可燃气体的场合；电刷和换向器存在摩擦，会发作较大的死区；结构凌乱，维护比照艰难。

     交流伺服电动机本质上是一种两相异步电动机，其控制办法首要有三种：幅值控制、相位控制和幅相控制。

      一般地，伺服电动机恳求电动机的转速要受所加电压信号的控制；转速能够跟着所加电压信号的改动而连续改动；电动机的反映要快、体积要小、控制功率要小。伺服电动机首要运用在各种运动控制系统中，尤其是随动系统。

步进电动机
     所谓步进电动机便是一种将电脉冲转化为角位移的实行组织；更粗浅一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向翻滚一个固定的角度。我们能够通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，然后抵达精确定位的目的；一同还能够通过控制脉冲频率来控制电动机翻滚的速度和加速度，然后抵达调速的目的。如今，比照常用的步进电动机包括反应式步进电动机（VR）、永磁式步进电动机（PM）、混合式步进电动机（HB）和单相式步进电动机等。

     步进电动机和一般电动机的区别首要就在于其脉冲驱动的办法，恰是这个特征，步进电动机能够和现代的数字控制技术相结合。但步进电动机在控制精度、速度改动规划、低速功用方面都不如传统闭环控制的直流伺服电动机；所以首要运用在精度恳求不是特别高的场合。由于步进电动机具有结构简略、可靠性高和本钱低的特征，所以步进电动机广泛运用在出产实习的各个领域；尤其是在数控机床制造领域，由于步进电动机不需要A/D转换，能够直接将数字脉冲信号转化变成角位移，所以一贯被认为是最理想的数控机床实行元件。

     除了在数控机床上的运用，步进电机也能够用在别的的机械上，比如作为自动送料机中的马达，作为通用的软盘驱动器的马达，也能够运用在打印机和绘图仪中。
此外，步进电动机也存在许多缺陷；由于步进电机存在空载发起频率，所以步进电机能够低速正常工作，但若高于必定速度时就无法发起，并伴有尖锐的啸叫声；不相同厂家的细分驱动器精度或许不相同很大，细分数越大精度越难控制；并且，步进电机低速翻滚时有较大的振动和噪声。

力矩电动机
     所谓的力矩电动机是一种扁平型多极永磁直流电动机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数，以降低转矩脉动和转速脉动。力矩电动机有直流力矩电动机和交流力矩电动机两种。

     其间，直流力矩电动机的自感电抗很小，所以照应性极好；其输出力矩与输入电流成正比，与转子的速度和方位无关；它能够在靠近堵转状态下直接和负载衔接低速工作而不必齿轮减速，所以在负载的轴上能发作很高的力矩对惯性比，并能消除由于运用减速齿轮而发作的系统过失。

     交流力矩电动机又能够分为同步和异步两种，如今常用的是鼠笼型异步力矩电动机，它具有低转速和大力矩的特征。一般地，在纺织工业中常常运用交流力矩电动机，其工作原理和结构和单相异步电动机的相同，但是由于鼠笼型转子的电阻较大，所以其机械特性较软。

开关磁阻电动机
     开关磁阻电动机是一种新式调速电动机，结构极点简略且巩固，本钱低，调速功用优秀，是传统控制电动机强有力竞争者，具有健壮的市场潜力。

无刷直流电动机
     无刷直流电机（BLDCM）是在有刷直流电动机的基础上展开来的，但它的驱动电流是不折不扣的交流；无刷直流电机又能够分为无刷速率电机和无刷力矩电机。一般地，无刷电机的驱动电流有两种，一种是梯形波（一般是“方波”），另一种是正弦波。有时候把前一种叫直流无刷电机，后一种叫交流伺服电机，切本地讲是交流伺服电动机的一种。
无刷直流电机为了减少翻滚惯量，一般选用“细长”的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的多，相应的翻滚惯量能够减少40%—50%左右。由于永磁资料的加工疑问，致使无刷直流电机一般的容量都在100kW以下。

     这种电动机的机械特性和调度特性的线性度好，调速规划广，寿命长，维护便当噪声小，不存在因电刷而导致的一系列疑问，所以这种电动机在控制系统中有很大的运用潜力。


功率电动机
直流电动机
     直流电动机是出现最早的电动机，大约在19世纪末，其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流电动机有较好的控制特性直流电动机在结构、报价、维护方面都不如交流电动机，但是由于交流电动机的调速控制疑问一贯未得到极好的解决方案，而直流电动机具有调速功用好、起动简略、能够载重起动等利益，所以如今直流电动机的运用依然很广泛，尤其在可控硅直流电源出现往后。

异步电动机
     异步电动机是依据气隙旋转磁场与转子绕组感应电流互相作用发作电磁转矩而完结能量转换的一种交流电机。异步电动机一般为系列产品，品种标准繁复，其在一切的电动机中运用最为广泛，需量最大；如今，在电力传动中大约有90%的机械运用交流异步电动机，所以，其用电量约占总电力负荷的一半以上。

     异步电动机具有结构简略，制造、运用和维护便当，工作可靠以及质量较小，本钱较低一级利益。并且，异步电机有较高的工作功率和较好的工作特性，从空载到满载规划内靠近恒速工作，能满足大多数工农业出产机械的传动恳求。异步电动机首要广泛运用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重卷扬设备、矿山机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多数工农出产机械以及家用电器和医疗器械等。

     在异步电动机中较为多见的是单相异步电动机和三相异步电动机，其间三相异步电动机是异步电动机的主体。而单相异步电动机一般用于三相电源不便当的本地，大多数是微型和小容量的电机，在家用电器中运用比照多，例如电扇、电冰箱、空调、吸尘器等。

同步电动机
     所谓同步电动机便是在交流电的驱动下，转子与定子的旋转磁场同步工作的电动机。同步电动机的定子和异步电动机的完全相同；但其转子有“凸极式”和“隐极式”两种。凸极式转子的同步电动机结构简略、制造便当，但是机械强度较低，适用于低速工作场合；隐极式同步电动机制造技术凌乱，但机械强度高，适用于高速工作场合。

     同步电动机的工作特性与一切的电动机相同，同步电动机也具有“可逆行”，即它能按发电机办法工作，也能够按电动机办法工作。

     同步电动机首要用于大型机械，如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设备或许充任控制元件；其间三相同步电动机是其主体。此外，还能够当调相机运用，向电网运送电理性或许电容性无功功率。


信号电机
方位信号电机
    如今，最有代表性的方位信号电机：旋转变压器、感应同步器和自整角机。

    旋转变压器本质上是能够随意改动一次绕组和二次绕组耦合程度的变压器。其结构和绕线式异步电动机相同，定子和转子各有两组互相垂直的散布绕组，转子绕组运用滑环和电刷与外电路联接。当一次绕组励磁往后，二次绕组的输出电压和转子的转角成正弦、余弦、线性或许别的函数联络，能够用于核算设备中的坐标转换和三角运算，还能够在控制系统中作为角度数据传输和移相器运用。

    感应同步器是一种高精度的方位或角度查看元件，有圆盘式和直线式两种。圆盘式感应同步器用来测量转角方位；而直线式感应同步器用来测量线位移。
自整角机是一种感应式机电元件，被广泛地运用于随动系统中，作为角度传输、转换和指示的设备。在控制系统中常常两台或许多台联合运用，使机械上互不相连的两根或多根轴能够自动地坚持相同的转角改动，或许同步旋转。


速度信号电机
    最有代表性的速度信号电机是测速发电机，其实质上是一种将转速转换为电信号的机电磁元件，其输出电压与转速成正比。从工作原理上讲，它归于“发电机”的领域。测速发电机在控制系统中首要作为阻尼元件、微分元件、积分元件和测速元件来运用。

    测速发电机有直流和交流之分；而直流测速发电机又有他励和永磁之分，其结构和工作原理与小功率直流发电机相同，一般输出功率较小，作为核算元件时恳求其输出电压的线性过失和温度过失低于一个上限。而交流测速发电机又有同步和异步之分；同步测速发电机包括：永磁式、感应式和脉冲式；异步测速发电机运用最广泛的是杯型转子异步测速发电机。

    为了前进测速发电机的精确度和可靠性，如今，直流测速发电机出现了无刷结构的霍尔效应直流测速发电机。由于这种霍尔效应无刷直流测速发电机是一种无齿槽、无绕组的电机，所以它不会发作由于齿槽而存在的“齿槽谐波电势”，这种电机结构简略，便于小型化。


定论
    一般地，在一个无缺的自动控制系统中，信号电机、功率电动机和控制电动机都会有自己的用武之地。一般控制电动机是很“精确”的电动机，在控制系统中充任“基地实行设备”；而功率电动机是比照“健壮”的大功率电动机，常用来拖动现场的机器设备；信号电机则在控制系统中担任“通讯员”的人物，本质上便是“电机传感器”。

    当然，并不是一切的自动控制系统中都具有这三种电机，在一般的自动化领域，例如运动控制和进程控制，尤其是在运动控制中，控制电动机是必不可少的“基地器件”，所以控制电动机在自动化领域中的位置是无足轻重的，这也是我们对控制电动机研讨最多的因素之一。

    实习上，跟着电机制造技术的不断展开和互相融合，各种旋转电机的功用都逐步“交叉化”和“特殊化”。对各种旋转电机进行极点详细地分类是不或许的，由于许多新式旋转电机都是许多电机工作原理和许多电机制造技术高度一致的有机体。因而，对于非电机专业的一般电气工程技术人员来讲，能够从整体结构上掌握各种旋转电机的特性和用途就能够了。

       文章整理：电机转子片送料机  www.yongyingtong.com