電磁調(diào)速電機(jī)是由單速或多速鼠龍型異步電動(dòng)機(jī)和電磁轉(zhuǎn)差離合器組成。通過(guò)控制器可在較廣范圍內(nèi)進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。離合器是由兩個(gè)同心而獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的部件所組成:一個(gè)稱(chēng)為磁極(內(nèi)轉(zhuǎn)子),另一個(gè)稱(chēng)為電樞(外轉(zhuǎn)子),當(dāng)磁極的激磁線(xiàn)圈通過(guò)直流電流時(shí),沿氣隙圓周表面的爪極便形成若干對(duì)急性相互交替的空間磁場(chǎng)。當(dāng)離合器的電樞歲拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí),由于電樞與磁場(chǎng)間有相對(duì)移動(dòng),在電樞內(nèi)就產(chǎn)生渦流;此渦流與磁通相互作用。產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,帶動(dòng)磁極按同一方向旋轉(zhuǎn),其轉(zhuǎn)速恒低于電樞轉(zhuǎn)速。改變激磁電流,可調(diào)節(jié)離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電機(jī) 定義:是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。電動(dòng)機(jī)也稱(chēng)(俗稱(chēng)馬達(dá)),在電路中用字母 M (舊標(biāo)準(zhǔn)用 D )表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩,作為用電器或各種
機(jī)械的動(dòng)力源?! “l(fā)電機(jī)在電路中用字母 G 表示。它的主要作用是利用機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,目前最常用的是,利用熱能、水能等推動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子來(lái)發(fā)電,隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日趨成熟,風(fēng)電也慢慢走進(jìn)我們的生活?! ∽儔浩?,在有的書(shū)上稱(chēng)之為靜止的電機(jī)。從電機(jī)的定義發(fā)現(xiàn),這么說(shuō)也有它的道理的。電動(dòng)機(jī)的種類(lèi) 1.按工作電源種類(lèi)劃分:可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)?! ?.1直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分:無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)?! ?.1.1有刷直流電動(dòng)機(jī)可劃分:永磁直流電動(dòng)機(jī)和電磁直流電動(dòng)機(jī)?! ?.1.1.1電磁直流電動(dòng)機(jī)劃分:串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)?! ?.1.1.2永磁直流電動(dòng)機(jī)劃分:稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)、鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)和鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)?! ?.1其中交流電機(jī)還可分:?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)和三相電機(jī)?! ?.按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分:可分為直流電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)?! ?.1同步電機(jī)可劃分:永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)?! ?.2異步電機(jī)可劃分:感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。 2.2.1感應(yīng)電動(dòng)機(jī)可劃分:三相異步電動(dòng)機(jī)、單相異步電動(dòng)機(jī)和罩極異步電動(dòng)機(jī)等?! ?.2.2交流換向器電動(dòng)機(jī)可劃分:?jiǎn)蜗啻畡?lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)?! ?.按起動(dòng)與運(yùn)行方式劃分:電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)?! ?.按用途劃分:驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)?! ?.1驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)劃分:電動(dòng)工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開(kāi)槽、切割、擴(kuò)孔等工具)用電動(dòng)機(jī)、家電(包括洗衣機(jī)、電風(fēng)扇、電冰箱、空調(diào)器、錄音機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、吸塵器、照相機(jī)、電吹風(fēng)、電動(dòng)剃須刀等)用電動(dòng)機(jī)及其它通用小型機(jī)械設(shè)備(包括各種小型機(jī)床、小型機(jī)械、醫(yī)療器械、電子儀器等)用電動(dòng)機(jī)?! ?.2控制用電動(dòng)機(jī)又劃分:步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等?! ?.按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)劃分:籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī))和繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)(舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為繞線(xiàn)型異步電動(dòng)機(jī))?! ?.按運(yùn)轉(zhuǎn)速度劃分:高速電動(dòng)機(jī)、低速電動(dòng)機(jī)、恒速電動(dòng)機(jī)、調(diào)速電動(dòng)機(jī)。低速電動(dòng)機(jī)又分為齒輪減速電動(dòng)機(jī)、電磁減速電動(dòng)機(jī)、力矩電動(dòng)機(jī)和爪極同步電動(dòng)機(jī)等?! ≌{(diào)速電動(dòng)機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無(wú)級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無(wú)級(jí)變速電動(dòng)機(jī)外,還可分為電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)、直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)、PWM變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速?! ⊥诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無(wú)關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。一.直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)是依靠直流工作電壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī),廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、錄像機(jī)、影碟機(jī)、電動(dòng)剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、玩具等?! ?.電磁式直流電動(dòng)機(jī)電磁式直流電動(dòng)機(jī)由定子磁極、轉(zhuǎn)子(電樞)、換向器(俗稱(chēng)整流子)、電刷、機(jī)殼、軸承等構(gòu)成, 電磁式直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極(主磁極)由鐵心和勵(lì)磁繞組構(gòu)成。根據(jù)其勵(lì)磁(舊標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)為激磁)方式的不同又可分為串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)、他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)和復(fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)。因勵(lì)磁方式不同,定子磁極磁通(由定子磁極的勵(lì)磁線(xiàn)圈通電后產(chǎn)生)的規(guī)律也不同。 串勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組之間通過(guò)電刷和換向器相串聯(lián),勵(lì)磁電流與電樞電流成正比,定子的磁通量隨著勵(lì)磁電流的增大而增大,轉(zhuǎn)矩近似與電樞電流的平方成正比,轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩或電流的增加而迅速下降。其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的5倍以上,短時(shí)間過(guò)載轉(zhuǎn)矩可達(dá)額定轉(zhuǎn)矩的4倍以上,轉(zhuǎn)速變化率較大,空載轉(zhuǎn)速甚高(一般不允許其在空載下運(yùn)行)??赏ㄟ^(guò)用外用電阻器與串勵(lì)繞組串聯(lián)(或并聯(lián))、或?qū)⒋畡?lì)繞組并聯(lián)換接來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速?! 〔?lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組相并聯(lián),其勵(lì)磁電流較恒定,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比,起動(dòng)電流約為額定電流的2.5倍左右。轉(zhuǎn)速則隨電流及轉(zhuǎn)矩的增大而略有下降,短時(shí)過(guò)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍。轉(zhuǎn)速變化率較小,為5%~15%。可通過(guò)消弱磁場(chǎng)的恒功率來(lái)調(diào)速。 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁繞組接到獨(dú)立的勵(lì)磁電源供電,其勵(lì)磁電流也較恒定,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。轉(zhuǎn)速變化也為5%~15%??梢酝ㄟ^(guò)消弱磁場(chǎng)恒功率來(lái)提高轉(zhuǎn)速或通過(guò)降低轉(zhuǎn)子繞組的電壓來(lái)使轉(zhuǎn)速降低?! ?fù)勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的定子磁極上除有并勵(lì)繞組外,還裝有與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)的串勵(lì)繞組(其匝數(shù)較少)。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的4倍左右,短時(shí)間過(guò)載轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的3.5倍左右。轉(zhuǎn)速變化率為25%~30%(與串聯(lián)繞組有關(guān))。轉(zhuǎn)速可通過(guò)消弱磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)調(diào)整。 換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料,用高強(qiáng)度塑料模壓成。電刷與換向器滑動(dòng)接觸,為轉(zhuǎn)子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動(dòng)機(jī)的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉(zhuǎn)子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成,一般為12槽,內(nèi)嵌12組電樞繞組,各繞組間串聯(lián)接后,再分別與12片換向片連接。1.永磁式直流電動(dòng)機(jī) 永磁式直流電動(dòng)機(jī)也由定子磁極、轉(zhuǎn)子、電刷、外殼等組成,定子磁極采用永磁體(永久磁鋼),有鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼等材料。按其結(jié)構(gòu)形式可分為圓筒型和瓦塊型等幾種。錄放機(jī)中使用的電多數(shù)為圓筒型磁體,而電動(dòng)工具及汽車(chē)用電器中使用的電動(dòng)機(jī)多數(shù)采用專(zhuān)塊型磁體。 轉(zhuǎn)子一般采用硅鋼片疊壓而成,較電磁式直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的槽數(shù)少。錄放機(jī)中使用的小功率電動(dòng)機(jī)多數(shù)為3槽,較高檔的為5槽或7槽。漆包線(xiàn)繞在轉(zhuǎn)子鐵心的兩槽之間(三槽即有三個(gè)繞組),其各接頭分別焊在換向器的金屬片上。電刷是連接電源與轉(zhuǎn)子繞組的導(dǎo)電部件,具備導(dǎo)電與耐磨兩種性能。永磁電動(dòng)機(jī)的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷、電化石墨電刷?! ′浄艡C(jī)中使用的永磁式直流電動(dòng)機(jī),采用電子穩(wěn)速電路或離心式穩(wěn)速裝置。2.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是采用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)電子換向的,即用電子開(kāi)關(guān)器件代替?zhèn)鹘y(tǒng)的接觸式換向器和電刷。它具有可靠性高、無(wú)換向火花、機(jī)械噪聲低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于高檔錄音座、錄像機(jī)、電子儀器及自動(dòng)化辦公設(shè)備中?! o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)由永磁體轉(zhuǎn)子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉(zhuǎn)子位置的變化,沿著一定次序?qū)Χㄗ永@組的電流進(jìn)行換流(即檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極相對(duì)定子繞組的位置,并在確定的位置處產(chǎn)生位置傳感信號(hào),經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路處理后去控制功率開(kāi)關(guān)電路,按一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行繞組電流切換)。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開(kāi)關(guān)電路提供。 位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類(lèi)型。 采用磁敏式位置傳感器的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),其磁敏傳感器件(例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或?qū)S眉呻娐返龋┭b在定子組件上,用來(lái)檢測(cè)永磁體、轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化?! 〔捎霉怆娛轿恢脗鞲衅鞯臒o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件,轉(zhuǎn)子上裝有遮光板,光源為發(fā)光二極管或小燈泡。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件將會(huì)按一定頻率間歇間生脈沖信號(hào)?! 〔捎秒姶攀轿恢脗鞲衅鞯臒o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī),是在定子組件上安裝有電磁傳感器部件(例如耦合變壓器、接近開(kāi)關(guān)、LC諧振電路等),當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子位置發(fā)生變化時(shí),電磁效應(yīng)將使電磁傳感器產(chǎn)生高頻調(diào)制信號(hào)(其幅值隨轉(zhuǎn)子位置而變化)。二.交流異步電動(dòng)機(jī) 交流異步電動(dòng)機(jī)是領(lǐng)先交流電壓運(yùn)行的電動(dòng)機(jī),廣泛應(yīng)用于電風(fēng)扇、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器、電吹風(fēng)、吸塵器、油煙機(jī)、洗碗機(jī)、電動(dòng)縫紉機(jī)、食品加工機(jī)等家用電器及各種電動(dòng)工具、小型機(jī)電設(shè)備中?! 〗涣麟姰惒诫妱?dòng)機(jī)分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。感應(yīng)電動(dòng)機(jī)又分為單相異步電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)?! ‰姍C(jī)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)小于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速,從而叫為異步電機(jī)。它和感應(yīng)電機(jī)基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉(zhuǎn)差率, ns為磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速,n為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速?! 』驹恚?1)當(dāng)三相異步電機(jī)接入三相交流電源時(shí),三相定子繞組流過(guò)三相對(duì)稱(chēng)電流產(chǎn)生的三相磁動(dòng)勢(shì)(定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì))并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)?! ?2)該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體有相對(duì)切割運(yùn)動(dòng),根據(jù)電磁感應(yīng)原理,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生感應(yīng)電流?! 。?)根據(jù)電磁力定律,載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力作用,形成電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),當(dāng)電動(dòng)機(jī)軸上帶機(jī)械負(fù)載時(shí),便向外輸出機(jī)械能?! ‘惒诫姍C(jī)是一種交流電機(jī),其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)的頻率之比不是恒定關(guān)系。還隨著負(fù)載的大小發(fā)生變化。負(fù)載轉(zhuǎn)矩越大,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越低。異步電機(jī)包括感應(yīng)電機(jī)、雙饋異步電機(jī)和交流換向器電機(jī)。感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用最廣,在不致引起誤解或混淆的情況下,一般可稱(chēng)感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)?! ∑胀ó惒诫姍C(jī)的定子繞組接交流電網(wǎng),轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源連接。因此,它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、使用和維護(hù)方便,運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小,成本較低等優(yōu)點(diǎn)。異步電機(jī)有較高的運(yùn)行效率和較好的工作特性,從空載到滿(mǎn)載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行,能滿(mǎn)足大多數(shù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)要求。異步電機(jī)還便于派生成各種防護(hù)型式,以適應(yīng)不同環(huán)境條件的需要。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí),必須從電網(wǎng)吸取無(wú)功勵(lì)磁功率,使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此,對(duì)驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)、壓縮機(jī)等大功率、低轉(zhuǎn)速的機(jī)械設(shè)備,常采用同步電機(jī)。由于異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與其旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速有一定的轉(zhuǎn)差關(guān)系,其調(diào)速性能較差(交流換向器電動(dòng)機(jī)除外)。對(duì)要求較寬廣和平滑調(diào)速范圍的交通運(yùn)輸機(jī)械、軋機(jī)、大型機(jī)床、印染及造紙機(jī)械等,采用直流電機(jī)較經(jīng)濟(jì)、方便。但隨著大功率電子器件及交流調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展,目前適用于寬調(diào)速的異步電機(jī)的調(diào)速性能及經(jīng)濟(jì)性已可與直流電機(jī)的相媲美。1.單相異步電動(dòng)機(jī) 單相異步電動(dòng)機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、軸承、機(jī)殼、端蓋等構(gòu)成。 定子由機(jī)座和帶繞組的鐵心組成。鐵心由硅鋼片沖槽疊壓而成,槽內(nèi)嵌裝兩套空間互隔90 電角度的主繞組(也稱(chēng)運(yùn)行繞組)和輔繞組(也稱(chēng)起動(dòng)繞組成副繞組)。主繞組接交流電源,輔繞組串接離心開(kāi)關(guān)S或起動(dòng)電容、運(yùn)行電容等之后,再接入電源?! ∞D(zhuǎn)子為籠型鑄鋁轉(zhuǎn)子,它是將鐵心疊壓后用鋁鑄入鐵心的槽中,并一起鑄出端環(huán),使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條短路成鼠籠型?! 蜗喈惒诫妱?dòng)機(jī)又分為單相電阻起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī),單相電容起動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動(dòng)機(jī)和單相雙值電容異步電動(dòng)機(jī)。2.三相異步電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與單相異步電動(dòng)機(jī)相似,其定子鐵心槽中嵌裝三相繞組(有單層鏈?zhǔn)?、單層同心式和單層交叉式三種結(jié)構(gòu))。定子繞組成接入三相交流電源后,繞組電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流,轉(zhuǎn)子在感應(yīng)電流和氣隙旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相互作用下,又產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)柜(即異步轉(zhuǎn)柜),使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。3.罩極式電動(dòng)機(jī) 罩極式電動(dòng)機(jī)是單向交流電動(dòng)機(jī)中最簡(jiǎn)單的一種,通常采用籠型斜槽鑄鋁轉(zhuǎn)子。它根據(jù)定子外形結(jié)構(gòu)的不同,又分為凸極式罩極電動(dòng)機(jī)隱極式罩極電動(dòng)機(jī)?! ⊥箻O式罩極電動(dòng)機(jī)的定子鐵心外形為方形、矩形或圓形的磁場(chǎng)框架,磁極凸出,每個(gè)磁極上均有1個(gè)或多個(gè)起輔助作用的短路銅環(huán),即罩極繞組。凸極磁極上的集中繞組作為主繞組?! ‰[極式罩極電動(dòng)機(jī)的定子鐵心與普通單相電動(dòng)機(jī)的鐵心相同,其定子繞組采用分布繞組,主繞組分布于定子槽內(nèi),罩極繞組不用短路銅環(huán),而是用較粗的漆包線(xiàn)繞成分布繞組(串聯(lián)后自行短路)嵌裝在定子槽中(約為總槽數(shù)的2/3),起輔助組的作用。主繞組與罩極繞組在空間相距一定的角度。 當(dāng)罩極電動(dòng)機(jī)的主繞組通電后,罩極繞組也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,使定子磁極被罩極繞組罩住部分的磁通與未罩部分向被罩部分的方向旋轉(zhuǎn)。4.單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī) 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的定子由凸極鐵心和勵(lì)磁繞組組成,轉(zhuǎn)子由隱極鐵心、電樞繞組、換向器及轉(zhuǎn)軸等組成。勵(lì)磁繞組與電樞繞組之間通過(guò)電刷和換向器形成串聯(lián)回路。圖18-16是單向串勵(lì)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。 單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)屬于交、直流兩用電動(dòng)機(jī),它既可以使用交流電源工作,也可以使用直流電源工作。三.交流同步電動(dòng)機(jī) 交流同步電動(dòng)機(jī)是一種恒速驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與電源頻率保持恒定的比例關(guān)系,被廣泛應(yīng)用于電子儀器儀表、現(xiàn)代辦公設(shè)備、紡織機(jī)械等。1.永磁同步電動(dòng)機(jī) 永磁同步電動(dòng)機(jī)屬于異步啟動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī),其磁場(chǎng)系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)永磁體組成,通常是在用鑄鋁或銅條焊接而成的籠型轉(zhuǎn)子的內(nèi)部,按所需的極數(shù)裝鑲有永磁體的磁極。定子結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)類(lèi)似。 當(dāng)定子繞組接通電源后,電動(dòng)機(jī)以異步電動(dòng)機(jī)原理起動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn),加速運(yùn)轉(zhuǎn)至同步轉(zhuǎn)速時(shí),由轉(zhuǎn)子永磁磁場(chǎng)和定子磁場(chǎng)產(chǎn)生的同步電磁轉(zhuǎn)矩(由轉(zhuǎn)子永磁磁場(chǎng)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與定子磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩合成)將轉(zhuǎn)子牽入同步,電動(dòng)機(jī)進(jìn)入同步運(yùn)行?! 〈抛柰诫妱?dòng)機(jī)磁阻同步電動(dòng)機(jī)也稱(chēng)反應(yīng)式同步電動(dòng)機(jī),是利用轉(zhuǎn)子交軸和直軸磁阻不等而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的同步電動(dòng)機(jī),其定子與異步電動(dòng)機(jī)的定子結(jié)構(gòu)類(lèi)似,只是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同。2.磁阻同步電動(dòng)機(jī) 同籠型異步電動(dòng)機(jī)演變來(lái)的,為了使電動(dòng)機(jī)能產(chǎn)生異步起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)子還設(shè)有籠型鑄鋁繞阻。轉(zhuǎn)子上開(kāi)設(shè)有與定子極數(shù)相對(duì)應(yīng)的反應(yīng)槽(僅有凸極部分的作用,無(wú)勵(lì)磁繞組和永久磁鐵),用來(lái)產(chǎn)生磁阻同步轉(zhuǎn)矩。根據(jù)轉(zhuǎn)子上反應(yīng)槽的結(jié)構(gòu)的不同,可分為內(nèi)反應(yīng)式轉(zhuǎn)子、外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子和內(nèi)外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子,其中,外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子反應(yīng)槽開(kāi)地轉(zhuǎn)子外圓,使其直軸與交軸方向氣隙不等。內(nèi)反應(yīng)式轉(zhuǎn)子的內(nèi)部開(kāi)有溝槽,使交軸方向磁通受阻,磁阻加大。內(nèi)外反應(yīng)式轉(zhuǎn)子結(jié)合以上兩種轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),直軸與交軸差別較大,使電動(dòng)機(jī)的力能較大。磁阻同步電動(dòng)機(jī)也分為單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)式、單相電容起動(dòng)式、單相雙值電容式等多種類(lèi)型。3.磁滯同步電動(dòng)機(jī) 磁滯同步電動(dòng)機(jī)是利用磁滯材料產(chǎn)生磁滯轉(zhuǎn)矩而工作的同步電動(dòng)機(jī)。它分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動(dòng)機(jī)、外轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動(dòng)機(jī)和單相罩極式磁滯同步電動(dòng)機(jī)?! ?nèi)轉(zhuǎn)子式磁滯同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為隱極式,外觀為光滑的圓柱體,轉(zhuǎn)子上無(wú)繞組,但鐵心外圓上有用磁滯材料制成的環(huán)狀有效層?! 《ㄗ永@組接通電源后,產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)使磁滯轉(zhuǎn)子產(chǎn)生異步轉(zhuǎn)矩而起動(dòng)旋轉(zhuǎn),隨后自行牽入同步運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在電動(dòng)機(jī)異步運(yùn)行時(shí),定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以轉(zhuǎn)差頻率反復(fù)地磁化轉(zhuǎn)子;在同步運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子上的磁滯材料被磁化而出現(xiàn)了永磁磁極,從而產(chǎn)生同步轉(zhuǎn)矩?! ≤泦?dòng)器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器,將其接入電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。這種電路如三相全控橋式整流電路。使用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí),晶閘管的輸出電壓逐漸增加,電動(dòng)機(jī)逐漸加速,直到晶閘管全導(dǎo)通,電動(dòng)機(jī)工作在額定電壓的機(jī)械特性上,實(shí)現(xiàn)平滑啟動(dòng),降低啟動(dòng)電流,避免啟動(dòng)過(guò)流跳閘。待電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí),啟動(dòng)過(guò)程結(jié)束,軟啟動(dòng)器自動(dòng)用旁路接觸器取代已完成任務(wù)的晶閘管,為電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供額定電壓,以降低晶閘管的熱損耗,延長(zhǎng)軟啟動(dòng)器的使用壽命,提高其工作效率,又使電網(wǎng)避免了諧波污染。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車(chē)功能,軟停車(chē)與軟啟動(dòng)過(guò)程相反,電壓逐漸降低,轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零,避免自由停車(chē)引起的轉(zhuǎn)矩沖擊?! ≈绷鳠o(wú)刷電機(jī)的優(yōu)越性 直流電機(jī)具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,但直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)也正是它的缺點(diǎn),因?yàn)橹绷麟姍C(jī)要產(chǎn)生額定負(fù)載下恒定轉(zhuǎn)矩的性能,則電樞磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)須恒維持90 ,這就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花、碳粉因此除了會(huì)造成組件損壞之外,使用場(chǎng)合也受到限制。交流電機(jī)沒(méi)有碳刷及整流子,免維護(hù)、堅(jiān)固、應(yīng)用廣,但特性上若要達(dá)到相當(dāng)于直流電機(jī)的性能須用復(fù)雜控制技術(shù)才能達(dá)到?,F(xiàn)今半導(dǎo)體發(fā)展迅速功率組件切換頻率加快許多,提升驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能。微處理機(jī)速度亦越來(lái)越快,可實(shí)現(xiàn)將交流電機(jī)控制置于一旋轉(zhuǎn)的兩軸直交坐標(biāo)系統(tǒng)中,適當(dāng)控制交流電機(jī)在兩軸電流分量,達(dá)到類(lèi)似直流電機(jī)控制并有與直流電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅堋! 〈送庖延泻芏辔⑻幚頇C(jī)將控制電機(jī)必需的功能做在芯片中,而且體積越來(lái)越??;像模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog-to-digitalconverter,adc)、脈沖寬度調(diào)制(pulsewidemodulator,pwm) 等。直流無(wú)刷電機(jī)即是以電子方式控制交流電機(jī)換相,得到類(lèi)似直流電機(jī)特性又沒(méi)有直流電機(jī)機(jī)構(gòu)上缺失的一種應(yīng)用?! ≈绷鳠o(wú)刷電機(jī)的控制結(jié)構(gòu) 直流無(wú)刷電機(jī)是同步電機(jī)的一種,也就是說(shuō)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速受電機(jī)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度及轉(zhuǎn)子極數(shù)(p)影響: n=120.f/p。在轉(zhuǎn)子極數(shù)固定情況下,改變定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率就可以改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。直流無(wú)刷電機(jī)即是將同步電機(jī)加上電子式控制(驅(qū)動(dòng)器),控制定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的頻率并將電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速回授至控制中心反復(fù)校正,以期達(dá)到接近直流電機(jī)特性的方式。也就是說(shuō)直流無(wú)刷電機(jī)能夠在額定負(fù)載范圍內(nèi)當(dāng)負(fù)載變化時(shí)仍可以控制電機(jī)轉(zhuǎn)子維持一定的轉(zhuǎn)速?! ≈绷鳠o(wú)刷驅(qū)動(dòng)器包括電源部及控制部如圖(1):電源部提供三相電源給電機(jī),控制部則依需求轉(zhuǎn)換輸入電源頻率?! ‰娫床靠梢灾苯右灾绷麟娸斎?一般為24v)或以交流電輸入(110v/220v),如果輸入是交流電就得先經(jīng)轉(zhuǎn)換器(converter)轉(zhuǎn)成直流。不論是直流電輸入或交流電輸入要轉(zhuǎn)入電機(jī)線(xiàn)圈前須先將直流電壓由換流器(inverter)轉(zhuǎn)成3相電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。換流器(inverter)一般由6個(gè)功率晶體管(q1~q6)分為上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)連接電機(jī)作為控制流經(jīng)電機(jī)線(xiàn)圈的開(kāi)關(guān)??刂撇縿t提供pwm(脈沖寬度調(diào)制)決定功率晶體管開(kāi)關(guān)頻度及換流器(inverter)換相的時(shí)機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)一般希望使用在當(dāng)負(fù)載變動(dòng)時(shí)速度可以穩(wěn)定于設(shè)定值而不會(huì)變動(dòng)太大的速度控制,所以電機(jī)內(nèi)部裝有能感應(yīng)磁場(chǎng)的霍爾傳感器(hall-sensor),做為速度之閉回路控制,同時(shí)也做為相序控制的依據(jù)。但這只是用來(lái)做為速度控制并不能拿來(lái)做為定位控制?! ≈绷鳠o(wú)刷電機(jī)的控制原理 要讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),首先控制部就必須根據(jù)hall-sensor感應(yīng)到的電機(jī)轉(zhuǎn)子目前所在位置,然后依照定子繞線(xiàn)決定開(kāi)啟(或關(guān)閉)換流器(inverter)中功率晶體管的順序,如下(圖二)inverter中之a(chǎn)h、bh、ch(這些稱(chēng)為上臂功率晶體管)及al、bl、cl(這些稱(chēng)為下臂功率晶體管),使電流依序流經(jīng)電機(jī)線(xiàn)圈產(chǎn)生順向(或逆向)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng),并與轉(zhuǎn)子的磁鐵相互作用,如此就能使電機(jī)順時(shí)/逆時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到hall-sensor感應(yīng)出另一組信號(hào)的位置時(shí),控制部又再開(kāi)啟下一組功率晶體管,如此循環(huán)電機(jī)就可以依同一方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)直到控制部決定要電機(jī)轉(zhuǎn)子停止則關(guān)閉功率晶體管(或只開(kāi)下臂功率晶體管);要電機(jī)轉(zhuǎn)子反向則功率晶體管開(kāi)啟順序相反?! 』旧瞎β示w管的開(kāi)法可舉例如下: ah、bl一組 ah、cl一組 bh、cl一組 bh、al一組 ch、al一組 ch、bl一組 但絕不能開(kāi)成ah、al或bh、bl或ch、cl。此外因?yàn)殡娮恿慵傆虚_(kāi)關(guān)的響應(yīng)時(shí)間,所以功率晶體管在關(guān)與開(kāi)的交錯(cuò)時(shí)間要將零件的響應(yīng)時(shí)間考慮進(jìn)去,否則當(dāng)上臂(或下臂)尚未完全關(guān)閉,下臂(或上臂)就已開(kāi)啟,結(jié)果就造成上、下臂短路而使功率晶體管燒毀?! ‘?dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái),控制部會(huì)再根據(jù)驅(qū)動(dòng)器設(shè)定的速度及加/減速率所組成的命令(command)與hall-sensor信號(hào)變化的速度加以比對(duì)(或由軟件運(yùn)算)再來(lái)決定由下一組(ah、bl或ah、cl或bh、cl或 )開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,以及導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)短。速度不夠則開(kāi)長(zhǎng),速度過(guò)頭則減短,此部份工作就由pwm來(lái)完成。pwm是決定電機(jī)轉(zhuǎn)速快或慢的方式,如何產(chǎn)生這樣的pwm才是要達(dá)到較精準(zhǔn)速度控制的核心。高轉(zhuǎn)速的速度控制必須考慮到系統(tǒng)的clock分辨率是否足以掌握處理軟件指令的時(shí)間,另外對(duì)于hall-sensor信號(hào)變化的資料存取方式也影響到處理器效能與判定正確性、實(shí)時(shí)性。至于低轉(zhuǎn)速的速度控制尤其是低速起動(dòng)則因?yàn)榛貍鞯膆all-sensor信號(hào)變化變得更慢,怎樣擷取信號(hào)方式、處理時(shí)機(jī)以及根據(jù)電機(jī)特性適當(dāng)配置控制參數(shù)值就顯得非常重要?;蛘咚俣然貍鞲淖円詄ncoder變化為參考,使信號(hào)分辨率增加以期得到更佳的控制。電機(jī)能夠運(yùn)轉(zhuǎn)順暢而且響應(yīng)良好,p.i.d.控制的恰當(dāng)與否也無(wú)法忽視。之前提到直流無(wú)刷電機(jī)是閉回路控制,因此回授信號(hào)就等于是告訴控制部現(xiàn)在電機(jī)轉(zhuǎn)速距離目標(biāo)速度還差多少,這就是誤差(error)。知道了誤差自然就要補(bǔ)償,方式有傳統(tǒng)的工程控制如p.i.d.控制。但控制的狀態(tài)及環(huán)境其實(shí)是復(fù)雜多變的,若要控制的堅(jiān)固耐用則要考慮的因素恐怕不是傳統(tǒng)的工程控制能完全掌握,所以模糊控制、專(zhuān)家系統(tǒng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也將被納入成為智能型p.i.d.控制的重要理論。直流電機(jī)的工作原理 一、直流發(fā)電機(jī)工作原理 直流發(fā)電機(jī)的工作原理就是把電樞線(xiàn)圈中感應(yīng)的交變電動(dòng)勢(shì),靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時(shí)變?yōu)橹绷麟妱?dòng)勢(shì)的原理?! 「袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定(磁感線(xiàn)指向手心,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向,其他四指的指向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。) 在圖1.1所示瞬間,導(dǎo)體ab、cd的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向分別由b指向a和由d指向c。這時(shí)電刷A呈正極性,電刷B呈負(fù)極性?! D1.1直流發(fā)電機(jī)原理模型 當(dāng)線(xiàn)圈逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)180 時(shí),這時(shí)導(dǎo)體cd位于N極下,導(dǎo)體ab位于S極下,各導(dǎo)體中電動(dòng)勢(shì)都分別改變了方向。 圖1.2直流發(fā)電機(jī)原理模型 從圖看出,和電刷A接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于N極下,同樣,和電刷B接觸的導(dǎo)體永遠(yuǎn)位于S極下。因此,電刷A始終有正極性,電刷B始終有負(fù)極性,所以電刷端能引出方向不變的但大小變化的脈振電動(dòng)勢(shì)。如果電樞上線(xiàn)圈數(shù)增多,并按照一定的規(guī)律把它們連接起來(lái),可使脈振程度減小,就可獲得直流電動(dòng)勢(shì)。這就是直流發(fā)電機(jī)的工作原理?! 《⒅绷麟妱?dòng)機(jī)的工作原理 導(dǎo)體受力的方向用左手定則確定。這一對(duì)電磁力形成了作用于電樞一個(gè)力矩,這個(gè)力矩在旋轉(zhuǎn)電機(jī)里稱(chēng)為電磁轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩的方向是逆時(shí)針?lè)较?,企圖使電樞逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。如果此電磁轉(zhuǎn)矩能夠克服電樞上的阻轉(zhuǎn)矩(例如由摩擦引起的阻轉(zhuǎn)矩以及其它負(fù)載轉(zhuǎn)矩),電樞就能按逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)起來(lái)?! D1.3直流電動(dòng)機(jī)的原理模型 當(dāng)電樞轉(zhuǎn)了180 后,導(dǎo)體cd轉(zhuǎn)到N極下,導(dǎo)體ab轉(zhuǎn)到S極下時(shí),由于直流電源供給的電流方向不變,仍從電刷A流入,經(jīng)導(dǎo)體cd、ab后,從電刷B流出。這時(shí)導(dǎo)體cd受力方向變?yōu)閺挠蚁蜃?,?dǎo)體ab受力方向是從左向右,產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向仍為逆時(shí)針?lè)较??! D1.4直流電動(dòng)機(jī)原理模型 因此,電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng),由于換向器配合電刷對(duì)電流的換向作用,直流電流交替地由導(dǎo)體ab和cd流入,使線(xiàn)圈邊只要處于N極下,其中通過(guò)電流的方向總是由電刷A流入的方向,而在S極下時(shí),總是從電刷B流出的方向。這就保證了每個(gè)極下線(xiàn)圈邊中的電流始終是一個(gè)方向,從而形成一種方向不變的轉(zhuǎn)矩,使電動(dòng)機(jī)能連續(xù)地旋轉(zhuǎn)。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)前的檢查方法 (1)新的或長(zhǎng)期停用的電機(jī),使用前應(yīng)檢查繞組間和繞組對(duì)地絕緣電阻。通常對(duì)500V以下的電機(jī)用500V絕緣電阻表;對(duì)500-1000V的電機(jī)用1000V絕緣電阻表;對(duì)1000V以上的電機(jī)用2500V絕緣電阻表。絕緣電阻每千伏工作電壓不得小于1M ,并應(yīng)在電機(jī)冷卻狀態(tài)下測(cè)量?! 。?)檢查電機(jī)的外表有無(wú)裂紋,各緊固螺釘及零件是否齊全,電機(jī)的固定情況是否良好。(3)檢查電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作是否可靠。(4)根據(jù)銘牌所示數(shù)據(jù),如電壓、功率、頻率、聯(lián)結(jié)、轉(zhuǎn)速等與電源、負(fù)載比較是否相符。(5)檢查電機(jī)的通風(fēng)情況及軸承潤(rùn)滑情況是否正常。(6)扳動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸,檢查轉(zhuǎn)子能否自由轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有無(wú)雜聲。(7)檢查電機(jī)的電刷裝配情況及舉刷機(jī)構(gòu)是否靈活,舉刷手柄的位置是否正確。(8)檢查電機(jī)接地裝置是否可靠?! ‰姍C(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) GB/T1993-1993旋轉(zhuǎn)電機(jī)冷卻方法 GB20237-2006起重冶金和屏蔽電機(jī)安全要求 GB/T2900.25-2008電工術(shù)語(yǔ)旋轉(zhuǎn)電機(jī) GB/T2900.26-2008電工術(shù)語(yǔ)控制電機(jī) GB4831-1984電機(jī)產(chǎn)品型號(hào)編制方法 GB4826-1984電機(jī)功率等級(jí) JB/T1093-1983牽引電機(jī)基本試驗(yàn)方法電機(jī)的用途 1:伺服電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中,能將輸入的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量,拖動(dòng)被控制元件,從而達(dá)到控制目的?! ∷欧妱?dòng)機(jī)有直流和交流之分,最早的伺服電動(dòng)機(jī)是一般的直流電動(dòng)機(jī),在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機(jī)做伺服電動(dòng)機(jī)。目前的直流伺服電動(dòng)機(jī)從結(jié)構(gòu)上講,就是小功率的直流電動(dòng)機(jī),其勵(lì)磁多采用電樞控制和磁場(chǎng)控制,但通常采用電樞控制?! ?:步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域,由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換,能夠直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化成為角位移,所以一直被認(rèn)為是最理想的數(shù)控機(jī)床執(zhí)行元件。 除了在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用,步進(jìn)電機(jī)也可以用在其他的機(jī)械上,比如作為自動(dòng)送料機(jī)中的馬達(dá),作為通用的軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá),也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中?! ?:力矩電動(dòng)機(jī) 力矩電動(dòng)機(jī)具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點(diǎn)。一般在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動(dòng)機(jī),其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電動(dòng)機(jī)的相同?! ?:開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī) 開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)是一種新型調(diào)速電動(dòng)機(jī),結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單且堅(jiān)固,成本低,調(diào)速性能優(yōu)異,是傳統(tǒng)控制電動(dòng)機(jī)強(qiáng)有力競(jìng)爭(zhēng)者,具有強(qiáng)大的市場(chǎng)潛力。 5:無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī) 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線(xiàn)性度好,調(diào)速范圍廣,壽命長(zhǎng),維護(hù)方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問(wèn)題,所以這種電動(dòng)機(jī)在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用。 6:直流電動(dòng)機(jī) 直流電動(dòng)機(jī)具有調(diào)速性能好、起動(dòng)容易、能夠載重起動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),所以目前直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用仍然很廣泛,尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后?! ?:異步電動(dòng)機(jī) 異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造、使用和維護(hù)方便,運(yùn)行可靠以及質(zhì)量較小,成本較低等優(yōu)點(diǎn)。異步電動(dòng)機(jī)主要廣泛應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)床、水泵、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、起重卷?yè)P(yáng)設(shè)備、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機(jī)械以及家用電器和醫(yī)療器械等?! ≡诩矣秒娖髦袘?yīng)用比較多,例如電扇、電冰箱、空調(diào)、吸塵器等?! ?:同步電動(dòng)機(jī) 同步電動(dòng)機(jī)主要用于大型機(jī)械,如鼓風(fēng)機(jī)、水泵、球磨機(jī)、壓縮機(jī)、軋鋼機(jī)以及小型、微型儀器設(shè)備或者充當(dāng)控制元件。其中三相同步電動(dòng)機(jī)是其主體。此外,還可以當(dāng)調(diào)相機(jī)使用,向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無(wú)功功率。減速電機(jī) 減速電機(jī)是指減速機(jī)和電機(jī)(馬達(dá))的集成體。這種集成體通常也可稱(chēng)為齒輪馬達(dá)或齒輪電機(jī)。通常由專(zhuān)業(yè)的減速機(jī)生產(chǎn)廠進(jìn)行集成組裝好后成套供貨。減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等。使用減速電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、節(jié)省空間。 減速電機(jī)概述 1、減速電機(jī)結(jié)合國(guó)際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量?! ?、節(jié)省空間,可靠耐用,承受過(guò)載能力高,功率可達(dá)95KW以上?! ?、能耗低,性能優(yōu)越,減速機(jī)效率高達(dá)95%以上?! ?、振動(dòng)小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過(guò)高頻熱處理?! ?、經(jīng)過(guò)精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動(dòng)總成的齒輪減速電機(jī)配置了各類(lèi)電機(jī),形成了機(jī)電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征?! ?、產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計(jì)思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機(jī)組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實(shí)際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式?! p速電機(jī)分類(lèi) 1、大功率齒輪減速電機(jī) 2、同軸式斜齒輪減速電機(jī) 3、平行軸斜齒輪減速電機(jī) 4、螺旋錐齒輪減速電機(jī) 5、YCJ系列齒輪減速電機(jī) 減速電機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等各種通用機(jī)械設(shè)備的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。電機(jī)保養(yǎng) 專(zhuān)業(yè)電機(jī)保養(yǎng)維修中心電機(jī)保養(yǎng)流程:清洗定轉(zhuǎn)子--更換碳刷或其他零部件--真空F級(jí)壓力浸漆--烘干--校動(dòng)平衡?! ?、使用環(huán)境應(yīng)經(jīng)常保持干燥,電動(dòng)機(jī)表面應(yīng)保持清潔,進(jìn)風(fēng)口不應(yīng)受塵土、纖維等阻礙?! ?、當(dāng)電動(dòng)機(jī)的熱保護(hù)連續(xù)發(fā)生動(dòng)作時(shí),應(yīng)查明故障來(lái)自電動(dòng)機(jī)還是超負(fù)荷或保護(hù)裝置整定值太低,消除故障后,方可投入運(yùn)行?! ?、應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中良好的潤(rùn)滑。一般的電動(dòng)機(jī)運(yùn)行5000小時(shí)左右,即應(yīng)補(bǔ)充或更換潤(rùn)滑脂,運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)軸承過(guò)熱或潤(rùn)滑變質(zhì)時(shí),液壓及時(shí)換潤(rùn)滑脂。更換潤(rùn)滑脂時(shí),應(yīng)清除舊的潤(rùn)滑油,并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽,然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內(nèi)外圈之間的空腔的1/2(對(duì)2極)及2/3(對(duì)4、6、8極)?! ?、當(dāng)軸承的壽命終了時(shí),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的振動(dòng)及噪聲將明顯增大,檢查軸承的徑向游隙達(dá)到下列值時(shí),即應(yīng)更換軸承?! ?、拆卸電動(dòng)機(jī)時(shí),從軸伸端或非伸端取出轉(zhuǎn)子都可以。如果沒(méi)有必要卸下風(fēng)扇,還是從非軸伸端取出轉(zhuǎn)子較為便利,從定子中抽出轉(zhuǎn)子時(shí),應(yīng)防止損壞定子繞組或絕緣?! ?、更換繞組時(shí)必須記下原繞組的形式,尺寸及匝數(shù),線(xiàn)規(guī)等,當(dāng)失落了這些數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)向制造廠索取,隨意更改原設(shè)計(jì)繞組,常常使電動(dòng)機(jī)某項(xiàng)或幾項(xiàng)性能惡化,甚至于無(wú)法使用。變頻電機(jī)介紹 變頻電機(jī)的構(gòu)造原理 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速與控制,是工農(nóng)業(yè)各類(lèi)機(jī)械及辦公、民生電器設(shè)備的基礎(chǔ)技術(shù)之一。隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的驚人發(fā)展,采用 專(zhuān)用變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)+變頻器 的交流調(diào)速方式,正在以其卓越的性能和經(jīng)濟(jì)性,在調(diào)速領(lǐng)域,引導(dǎo)了一場(chǎng)取代傳統(tǒng)調(diào)速方式的更新?lián)Q代的變革。它給各行各業(yè)帶來(lái)的福音在于:使機(jī)械自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率大為提高、節(jié)約能源、提高產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量、電源系統(tǒng)容量相應(yīng)提高、設(shè)備小型化、增加舒適性,目前正以很快的速度取代傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速和直流調(diào)速方案?! ∮捎谧冾l電源的特殊性,以及系統(tǒng)對(duì)高速或低速運(yùn)轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)等需求,對(duì)作為動(dòng)力主體的電動(dòng)機(jī),提出了苛刻的要求,給電動(dòng)機(jī)帶來(lái)了在電磁、結(jié)構(gòu)、絕緣各方面新的課題?! ∽冾l電機(jī)的應(yīng)用 變頻調(diào)速目前已經(jīng)成為主流的調(diào)速方案,可廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)?! √貏e是隨著變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)日益廣泛的應(yīng)用,變頻電機(jī)的使用也日益廣泛起來(lái),可以這樣說(shuō)由于變頻電機(jī)在變頻控制方面較普通電機(jī)的優(yōu)越性,凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機(jī)的身影。直線(xiàn)電機(jī)介紹 機(jī)床上傳統(tǒng)的 旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠 進(jìn)給傳動(dòng)方式,由于受自身結(jié)構(gòu)的限制,在進(jìn)給速度、加速度、快速定位精度等方面很難有突破性的提高,已無(wú)法滿(mǎn)足超高速切削、超精密加工對(duì)機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)伺服性能提出的更高要求。直線(xiàn)電機(jī)將電能直接轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能,不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置。具有起動(dòng)推力大、傳動(dòng)剛度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、定位精度高、行程長(zhǎng)度不受限制等優(yōu)點(diǎn)。在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,采用直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動(dòng)的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(tái)(拖板)之間的機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié),把機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,因而這種傳動(dòng)方式又被稱(chēng)為 零傳動(dòng) 。正是由于這種 零傳動(dòng) 方式,帶來(lái)了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式無(wú)法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)?! ?1)高速響應(yīng) 由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時(shí)間常數(shù)較大的機(jī)械傳動(dòng)件(如絲杠等),使整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能大大提高,反應(yīng)異常靈敏快捷。(2)精度 直線(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差,減少了插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統(tǒng)滯后帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)直線(xiàn)位置檢測(cè)反饋控制,即可大大提高機(jī)床的定位精度?! ?3)動(dòng)剛度高由于 直接驅(qū)動(dòng) ,避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動(dòng)滯后現(xiàn)象,同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度?! ?4)速度快、加減速過(guò)程短 由于直線(xiàn)電動(dòng)機(jī)最早主要用于磁懸浮列車(chē)(時(shí)速可達(dá)500km/h),所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)中,要滿(mǎn)足其超高速切削的最大進(jìn)給速度(要求達(dá)60~100M/min或更高)當(dāng)然是沒(méi)有問(wèn)題的。也由于上述 零傳動(dòng) 的高速響應(yīng)性,使其加減速過(guò)程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動(dòng)時(shí)瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時(shí)又能瞬間準(zhǔn)停??色@得較高的加速度,一般可達(dá)2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動(dòng)的最大加速度一般只有0.1~0.5g?! ?5)行程長(zhǎng)度不受限制在導(dǎo)軌上通過(guò)串聯(lián)直線(xiàn)電機(jī),就可以無(wú)限延長(zhǎng)其行程長(zhǎng)度。 (6)運(yùn)動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低。由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機(jī)械摩擦,且導(dǎo)軌又可采用滾動(dòng)導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無(wú)機(jī)械接觸),其運(yùn)動(dòng)時(shí)噪音將大大降低?! ?7)效率高。由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節(jié),消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗,傳動(dòng)效率大大提高。電動(dòng)機(jī)法則 法則1:電動(dòng)機(jī)的力矩是與一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)的電流與電壓的乘積成比例、并在啟動(dòng)時(shí)(未轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí))取得最大值。(根據(jù)這個(gè),通常因?yàn)殡妷阂欢?,所以只和電流量成比? 法則2:要增大電流,可以通過(guò)加粗線(xiàn)圈減少電阻、或減少線(xiàn)圈數(shù)(線(xiàn)圈的總長(zhǎng)度)。或者,增加負(fù)荷?! 》▌t3:線(xiàn)圈線(xiàn)加粗了就不要增加線(xiàn)圈數(shù)(不減少的話(huà)轉(zhuǎn)子里收不進(jìn)去),相反線(xiàn)圈線(xiàn)改細(xì)而不增加線(xiàn)圈數(shù)的話(huà),純粹提高轉(zhuǎn)速會(huì)使力矩減小而無(wú)法使用,因此請(qǐng)注意。 法則4:一般來(lái)說(shuō),線(xiàn)圈數(shù)越少、轉(zhuǎn)子的電阻越低,導(dǎo)致電流變大、轉(zhuǎn)速提高。 法則5:一般來(lái)說(shuō),線(xiàn)圈數(shù)越少力矩越小,話(huà)雖這么說(shuō),說(shuō)到底這是對(duì)于做完全相同線(xiàn)徑而線(xiàn)圈數(shù)不同的轉(zhuǎn)子而言?,F(xiàn)實(shí)中,因?yàn)槭堑途€(xiàn)圈數(shù)配合大線(xiàn)徑,這樣轉(zhuǎn)子的內(nèi)部阻抗減小,使更多的電流通過(guò),所以力矩、轉(zhuǎn)速都提高,這是常識(shí)了。還有,電機(jī)的輸出和磁鐵的磁性有很大的關(guān)系,近年來(lái)和線(xiàn)圈數(shù)的多少相比,磁鐵的磁強(qiáng)、轉(zhuǎn)子中的線(xiàn)徑(轉(zhuǎn)子內(nèi)阻)等也是需要注意的。(特別是TAMIYA的電機(jī),需要注意的是磁鐵強(qiáng)度、轉(zhuǎn)子長(zhǎng)短因各個(gè)型號(hào)不同多種多樣。) 法則6:相同的線(xiàn)圈數(shù)的話(huà),依一重、二重、三重、四重、五重、六重的順序,線(xiàn)徑變細(xì),線(xiàn)圈的密度增高。(所謂的多重線(xiàn)圈,就是同時(shí)用多根線(xiàn)繞成。Double=二重,也就是用2根線(xiàn)同時(shí)在轉(zhuǎn)子的芯上繞成。一般而言,雖然是同樣的線(xiàn)圈數(shù)多重繞線(xiàn)的電感(淺顯的說(shuō)就是線(xiàn)圈的反抗)增加、因此沖擊減少,會(huì)有柔和的感覺(jué)。相反,多數(shù)情況下耗電量減少。轉(zhuǎn)子說(shuō)到底就是線(xiàn)圈,在切換極性時(shí),會(huì)包含交流成分。與直流電的 直流阻抗 不同,會(huì)有另一種形式的阻抗。詳細(xì)請(qǐng)參考高頻電路的教科書(shū)。) 法則7:總的來(lái)說(shuō)一定程度上多重繞線(xiàn)的話(huà),容易做出動(dòng)平衡良好、旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)子。(但是一般只做到四重 Quart 繞線(xiàn),再往下就是看各位的興趣了。) 法則8:進(jìn)角不象線(xiàn)圈數(shù)那樣對(duì)耗電量、輸出有影響。(如果改變進(jìn)角而導(dǎo)致耗電量急劇惡化,那是齒數(shù)比的責(zé)任。通過(guò)改變進(jìn)角可以使空載轉(zhuǎn)速大幅改變,但作為電機(jī)基本特性的力矩、輸出等不會(huì)意外改變。) 法則9:相同的轉(zhuǎn)子,磁鐵的磁力強(qiáng)的話(huà),轉(zhuǎn)速、力矩都會(huì)提高?! 》▌t10:磁力大小和相距距離的平方成比例,因此即使使用相同的磁鐵,和轉(zhuǎn)子間的距離(所謂的airgap)不同的話(huà)、力矩和效率就會(huì)變動(dòng)。(一般的,雖說(shuō)airgap小可以使電動(dòng)機(jī)達(dá)到高性能,但如果過(guò)窄的話(huà),芯子和磁鐵可能會(huì)發(fā)生摩擦。作為對(duì)策,2001年的時(shí)候開(kāi)始,對(duì)23圈的stock電機(jī)做切削以增加圓度的廠商開(kāi)始出現(xiàn)(HPI/Orion,Kawada(川田模型)等)。另外,Offroad的情況下,由于小石子嵌入而導(dǎo)致失速的危險(xiǎn)性很高,本來(lái)合適的airgap可能對(duì)于offroad來(lái)說(shuō)就不對(duì)了。) 法則11:由于電流的影響,正極的電刷比負(fù)極損耗快?! 》▌t12:溫度對(duì)電動(dòng)機(jī)的性能有很大的影響?! ∷^的 過(guò)熱 就是,電機(jī)的電阻及電刷的摩擦而帶來(lái)的溫度上升,伴有線(xiàn)圈的電阻增加及磁鐵磁性降低等重疊發(fā)生的現(xiàn)象。 法則13:無(wú)道理的油門(mén)動(dòng)作是電機(jī)發(fā)熱的根本原因。 法則14:再出色的電機(jī),也不能防止駕駛失誤?! ?力矩和電機(jī)負(fù)荷的關(guān)系 正如法則1所寫(xiě)的,電動(dòng)機(jī)的最大特點(diǎn)是, 啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生最大力矩 。這是和內(nèi)燃機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)最根本的不同點(diǎn),就算頭腦里已經(jīng)知道了,現(xiàn)在還是時(shí)常被忘記。順便提一句,對(duì)于內(nèi)燃機(jī)構(gòu),所謂的力矩因?yàn)槭?燃料燃燒的程度 ,所以一定程度上即使轉(zhuǎn)速提高(力矩)也可以發(fā)揮出來(lái)。