电机种类性能及特点比较

各种电机列表比较

电机构造 分类 三相异步电动芯、定为旋转磁场。旋转磁场切割转子导体，机可以直接起动。 产生感应电 动势，进而在闭合导体中 常使用的电器有:组合开关产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。 (刀开关)、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮等。 组合开关多用于电源的引入。 2、鼠笼式三相异步电动机降压起动：当鼠笼式三相异步电动机容量较大，而电源容量不够大时，为了限制起动电流，避免电网电压显著下降，需采用降压起动，降压起动只适用于空载与轻载起动。如采用星形一三角形起动或自耦变压器降压起动。（如果电动机在工作时其定子绕组为三角形联接方式，那么在起动时把它联成星形，等到转速接近额定值时再改接成三角形，就是Y-△起动。）；自耦变压器起动适用于⑴、正常运行定子连成星 转子绕组接成Y形；⑵、容量较大；⑶、较大起动转矩； 3、 绕线式三相异步电动机常 一般三相异步电动机的过载系数为～。 在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负电路；2、复式按钮和触头联锁电路； 极对数P以及改变转差率S。其中改变电源频率调速其调速范围宽，技术成熟，具体方法有：变频机组、交一直一交变频和交一交变频。改变转差率S的调速方法只能在绕线式转子电动机中使用。在转子回路中串接附加电阻。 1、定子：定子铁通入三相异步电动机定子绕组的三相电流共同产生合成磁场，该磁场随着电流的交变在空间不断地旋转，故称1、直接起动：在供电变压器容量较大，电动机容量较小（额定功率在以下）时，三相异步电动只要将接到电源的任意二根线对调即可。有两种控制电路：1、触头 联锁n=60f／P（1-S） 三种调速方案：改变电源频率f、改变绕组磁工作原理 起动 反转 调速 机械特性及应用 励磁方式 机 子绕组、机座。 2、转子：转子铁芯、转子绕组、转轴。分为鼠笼式转子和绕线式转子。（绕线式 当负载在空载与额定值之间变化时，电动机的转速变化不大，称为硬机械特性。非常适用于一般金属切削机床。 （一）、额定转矩；电动机在额定负载时的转矩，它可从电动机铭牌上的额定功率（输出机械功率）和额定转速求得，即 TN=9550×PN/nN（N?m）； （二）最大转矩Tmax 从机械特性曲线上看，转矩有一个最大值，称为最大转矩或临界转矩Tmax。 当负载转矩超过最大转矩时，电动机将发生所谓“闷车”现象。 因此，最大转矩也表示电动机短时允许过载能力。电动机的额定转矩TN要比Tmax小，两者之比称为过载系数λ，即 型；可将附加电阻入转子电路，改善起动性能和调节转速。） 采用转子回路串接变电阻起动或转子回路串接频敏变阻器起动。 载转矩。然后根据所选电动机的过载系数算出电动机的最大转矩，其值必须大于最大负载转矩。否则就要重选电动机。 （三）起动转矩TQ 电动机刚起动（n = 0 ,S = 1）时的转矩称起动转矩。在刚起动时，转子电流比较大，但起动转矩实际上并不大，它与额定转矩之比约为 ～ 。一般机床的主电动机都是空载起动，对起动转矩没有什么要求。但对于诸如起重用的电动机，因为是在带负载的情况下起动，因此应采用起动转矩较大一点的。 同步电动机 定子：电枢；转子：磁级，其铁芯上绕有励磁绕组，采用直流当同步电动机的电枢绕组与三相交流电源接通时，由于转子和转轴上的生产机械是有惯性的，而旋转磁场转得又快，结果是同步电动机自己不能起动。 当电源频率f一定时，同步电动机的转速n是恒定的，不随负载而变化。所以，它的机械特性曲线n = f（T）是一条与横轴平行的直线。 同步电动机的异步起动电路 转子绕组中通的是直流电。 励磁。 必须采用一定的方法来起动同步电动机。通常采用所谓异步起动法。就是在磁极的极掌上装有和鼠笼式绕组相似的起动绕组，让同步电动机象异步电动机那样先起动起来。当电动机的转速接近同步转速时，将开关合在励 应用：主要用于恒速的、容量较大的驱动中。 磁机上，使转子励磁。这时，旋转磁场就能紧紧地牵引着转子一起转动。此后，两者转速保持相等（同步）即 直接起动直流电动机是绝对不允许的。 为了限制起动电流，通常在转子绕组电路中串联接入一个起动变阻器RQ， 要改变电动机的旋转方向，关键在于改变电磁转矩的方向。根据左手定则，改变转子绕组电流的方向或者改变励磁电流的方向（即改变磁场的方向），都可以达到改变电磁转矩方向的目。将转子绕组两端的接头对调或者将励磁绕组两端的接头对调，都能够使电动机 三种调速方法： 1、电动机的转速将随着负载的增加稍有降低，但降低改变磁通的调速：为恒功率调速通常只是减小磁通将直流电动机 1、定子：主磁极、换向直流电动机由定子和转子组成。 定子的作用是在励磁绕组中通入直流电流励磁而产生磁场；转子的作用是通电后产生电磁转矩。 直流电源通电导线在磁场中会受到电磁力作用，其方向由左手定 则确定。 （一）直流他励电动机 励磁电流是由另外的直流电源（如蓄电池组）供给的。 （二）直流并励电动机 励磁绕组与转子绕组并联，但励磁绕组用细导线绕成，其匝数绕得很多，因此具有较大的电阻，使通过它的励磁电流较小。 （三）直流串励电动机 的幅度不大，可以看成是近于恒速的电动机。亦即并励直流电动机的机械特性比较硬。 转速往上调。适用于转矩、转速约成反比而输出功率基本上不变的场合，例如用于切削机床中。 2、改变外加电压的调速：恒转矩调速，通常是通过降低电压将转速往下调。这种调速方法为，起重设备多采用这种调速方法。 3、 改变转子绕组回路电阻的调速方法需在转子绕组电路中串联一个调速用的变阻器。有较大的功率损失，应用范围不广。 极、电刷装置、机座； 2、转子：转子铁 励磁绕组与转子绕阻串联，为使励磁绕组不引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以串励绕组通常用较粗的导线绕成，其匝数也较少。 （四）直流复励电动机 有两个励磁绕组，一个与芯、转子绕 的电磁转矩转向，从而使其反转。 应用：它的优点是具有良好的调速性能和较大的起动转矩，因而广泛地应用于要求调速性能较高和较大起动转矩的生产机械。但直流电动机的制造工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性较差。组、换向器、转轴和风扇。 转子绕组并联，另一个与转子绕组串联，电动机中的磁通由这两个绕组内的励磁电流共同产生。 步进 1.反应式步进电动机。电动机定子有A、B、 步进电动机是一种同步 1、步进电动机具有独特的优点： 电动机（反应式步进C三对磁极。在相对的磁极上绕有A、B、C三相控制绕组。 电动机： 由于输入一个脉冲，转子转过转，脉冲电 （1）步进电动机的转速主要取决于脉冲的频率，移动的总位移取决于总的脉冲数。其步距值不受各种干扰因素的影响。 （2）步距误差不长期积累。步进电动机每走一步所转过的角度（实际步距值）与理论步距值之间总有一定的误差。从某一步到任何一步，也总会有源频率为f,则步进电动机的转速为： 电动机） 齿距角。齿距角为： 转子上相邻两齿所对应的空间角度为 （5-3） 一定的累积误差，但每转一圈的累积误差为零。 （3）控制性能好。起动、停止、反转及其他任何运动方式的改变，都在少数脉冲内完成。在一定的频率范围内运行时，任何运动方式都不会丢步。 2、分类：步进电动机的种类很多，有多种分类方法。若按工作原理分类，则可将步进电动机分为： 反应式（磁阻式）步进电动机 电磁式步进电动机 永磁式步进电动机 永磁感应子式步进电动机。 其中反应式和永磁感应子式步进电动机比较常用。 3.步进电动机的主要性能指标。步进电动机的主要性能指标有： （1）步距精度。空载时，以单脉冲输入，步进电动机的实际步距角与理论步距角之差称为静态步距角误差，以偏差的角度或相对百分数来衡量。我国生产的步进电动机的步距精度一般在±10～±30分的范围，有些可达±2～±5分。 （2）最大静转距。转子处于静止状态时，能与最大负载转矩相平衡的电磁转矩称为步进电动机的最大转矩。它是衡量步进电动机带负载能力的主要指标。 （3）起动频率。使步进电动机能够由静止定位状态不 式中：f--控制脉冲频率，即步进电动机每 式中 （5-1） 秒接收的脉冲数； --转子齿数。 当A、B、C三对磁极的绕组依次轮流通电时，则A、B、C三对磁极就依次轮流产生磁场吸引转子转动。 首先，当A相绕组通电，B、C两相断电时，转子的齿1、3分别被定子磁极引而对齐。 然后，A相断电，B相通电，于是转子的2、4两齿被定子磁极子逆时针转了。 吸引，这时转吸 接下去B相断电，C相通电，转子1、3齿与定子磁极针转过了。 轴线对齐，转子又逆时 这种按A→B→C→A→B→C→A…顺序轮流通电的方式称为三相单三拍。\三相\是指定子有三相绕组A、B、C，\单\是指每次只有一相绕组单独通电，\三拍\是指经过三次经过切换控制绕组的通电状态为一个循环。每一拍，即输入一个脉冲信号，都使转子转过一个角度，称之为步距角。其计算公式如下： 失步地起动，并进入正常运行的控制脉冲最高频率，称为起动频率。在电动机空载情况下，称为空载起动频率。在有负载情况下，不失步起动所允许的最高频率将大大降低。 （4）连续运行频率。步进电动机起动后，其转速将跟 －2） 式中：N--运行拍数， （5随控制脉冲频率连续上升而不失步的控制脉冲的最高频率，； 称为连续运行频率的最高工作频率。步进电动机的连续运行频率随负载的增大而下降，但步进电动机连续运行频率远高于其起动频率。 （二）步进电动机驱动电源，必须使其定子励磁绕组顺序通电，并具有一定功率的电脉冲信号，步进电动机的运行性能是步进电动机和驱动电源的综合体现。 驱动电源应该满足以下基本要求： 1.电源的相数、通电方式、电压、电流应与步进电动机 m--步进电动机的相数； --步进电动机转子的齿数 K--与通电方式有关的系数，是拍数与相数比例系数，如单拍或双拍时k=1，单、双拍时K=2。上述三相单三拍反应式步进电动机的步距角时为： 的基本参数相适应； 2.能满足步进电动机起动频率和运行频率的要求； 3.工作可靠，抗干扰能力强； 4.成本低，效率高，安装和维护方便。 驱动电源通常由环形分配器和功率驱动器组成。 环形分配器的功能将CNC装置的插补脉冲，按步进电动机所要求的规律分配给功率驱动器的各相输入端，以控制步进电动机励磁绕组的导通或关断。由于电动机有正反转要求，所以环形分配器的输出是周期性的，又是可逆的。 功率驱动器或称功率放大电路其主要作用是将环形分配器输出的脉冲信号放大，以使用足够的功率来驱动步进电动机。 永磁感应子式 永磁感应子式步进电动机由定子和转子两大部分组成。它的定子分为若干极，极上有齿和控制线圈。转子由环