時間:2018-12-27 11:50:45來源: 電機(jī)技術(shù)及應(yīng)用
眾所周知,電機(jī)是傳動以及控制系統(tǒng)中的重要組成部分,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電機(jī)在實際應(yīng)用中的重點已經(jīng)開始從過去簡單的傳動向復(fù)雜的控制轉(zhuǎn)移;尤其是對電機(jī)的速度、位置、轉(zhuǎn)矩的精確控制。但電機(jī)根據(jù)不同的應(yīng)用會有不同的設(shè)計和驅(qū)動方式,咋看下好像選型非常復(fù)雜,因此為了人們根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的用途,進(jìn)行了基本的分類。下面我們將逐步介紹電機(jī)中最有代表性、最常用、最基本的電機(jī)——控制電機(jī)和功率電機(jī)以及信號電機(jī)。
一:控制電機(jī)
控制電機(jī)主要是應(yīng)用在精確的轉(zhuǎn)速、位置控制上,在控制系統(tǒng)中作為“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”??煞殖伤欧姍C(jī)、步進(jìn)電機(jī)、力矩電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、直流無刷電機(jī)等幾類。
1.伺服電機(jī)
伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中,能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量,拖動被控制元件,從而達(dá)到控制目的。一般地,伺服電機(jī)要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速要受所加電壓信號的控制;轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化;轉(zhuǎn)矩能通過控制器輸出的電流進(jìn)行控制;電機(jī)的反映要快、體積要小、控制功率要小。伺服電機(jī)主要應(yīng)用在各種運動控制系統(tǒng)中,尤其是隨動系統(tǒng)。
伺服電機(jī)有直流和交流之分,最早的伺服電機(jī)是一般的直流電機(jī),在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機(jī)做伺服電機(jī)。當(dāng)前隨著永磁同步電機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,絕大部分的伺服電機(jī)是指交流永磁同步伺服電機(jī)或者直流無刷電機(jī)。
2.步進(jìn)電機(jī)
所謂步進(jìn)電機(jī)就是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu);更通俗一點講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。我們可以通過控制脈沖的個數(shù)來控制電機(jī)的角位移量,從而達(dá)到精確定位的目的;同時還可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的速度和加速度,從而達(dá)到調(diào)速的目的。目前,比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。
步進(jìn)電機(jī)和普通電機(jī)的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式,正是這個特點,步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。但步進(jìn)電機(jī)在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)閉環(huán)控制的直流伺服電機(jī);所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合。由于步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的特點,所以步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域;尤其是在數(shù)控機(jī)床制造領(lǐng)域,由于步進(jìn)電機(jī)不需要A/D轉(zhuǎn)換,能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(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,比如作為自動送料機(jī)中的馬達(dá),作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達(dá),也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中。
此外,步進(jìn)電機(jī)也存在許多缺陷;由于步進(jìn)電機(jī)存在空載啟動頻率,所以步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運轉(zhuǎn),但若高于一定速度時就無法啟動,并伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細(xì)分驅(qū)動器精度可能差別很大,細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制;并且,步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動時有較大的振動和噪聲。
3.力矩電機(jī)
所謂的力矩電機(jī)是一種扁平型多極永磁直流電機(jī)。其電樞有較多的槽數(shù)、換向片數(shù)和串聯(lián)導(dǎo)體數(shù),以降低轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)速脈動。力矩電機(jī)有直流力矩電機(jī)和交流力矩電機(jī)兩種。
其中,直流力矩電機(jī)的自感電抗很小,所以響應(yīng)性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉(zhuǎn)子的速度和位置無關(guān);它可以在接近堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下直接和負(fù)載連接低速運行而不用齒輪減速,所以在負(fù)載的軸上能產(chǎn)生很高的力矩對慣性比,并能消除由于使用減速齒輪而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。
交流力矩電機(jī)又可以分為同步和異步兩種,目前常用的是鼠籠型異步力矩電機(jī),它具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點。一般地,在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電機(jī),其工作原理和結(jié)構(gòu)和單相異步電機(jī)的相同,但是由于鼠籠型轉(zhuǎn)子的電阻較大,所以其機(jī)械特性較軟。
4.開關(guān)磁阻電機(jī)
開關(guān)磁阻電機(jī)是一種新型調(diào)速電機(jī),結(jié)構(gòu)極其簡單且堅固,成本低,調(diào)速性能優(yōu)異,是傳統(tǒng)控制電機(jī)強(qiáng)有力競爭者,具有強(qiáng)大的市場潛力。但目前也存在轉(zhuǎn)矩脈動、運行噪聲和振動大等問題,需要一定時間去優(yōu)化改良以適應(yīng)實際的市場應(yīng)用。
5.無刷直流電機(jī)
無刷直流電機(jī)(BLDCM)是在有刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展來的,但它的驅(qū)動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機(jī)又可以分為無刷速率電機(jī)和無刷力矩電機(jī)。一般地,無刷電機(jī)的驅(qū)動電流有兩種,一種是梯形波(一般是“方波”),另一種是正弦波。有時候把前一種叫直流無刷電機(jī),后一種叫交流伺服電機(jī),確切地講也是交流伺服電機(jī)的一種。
無刷直流電機(jī)為了減少轉(zhuǎn)動慣量,通常采用“細(xì)長”的結(jié)構(gòu)。無刷直流電機(jī)在重量和體積上要比有刷直流電機(jī)小的多,相應(yīng)的轉(zhuǎn)動慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問題,致使無刷直流電機(jī)一般的容量都在100kW以下。
這種電機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的線性度好,調(diào)速范圍廣,壽命長,維護(hù)方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問題,所以這種電機(jī)在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用潛力。
二:電動機(jī)的型號參數(shù):
電動機(jī)型號是便于使用、設(shè)計、制造等部門進(jìn)行業(yè)務(wù)聯(lián)系和簡化技術(shù)文件中產(chǎn)品名稱、規(guī)格、型式等敘述而引用的一種代號。下面為大家介紹電動機(jī)型號含義等信息。
A、電動機(jī)型號組成及含義
由電機(jī)類型代號、電機(jī)特點代號、設(shè)計序號和勵磁方式代號等四個小節(jié)順序組成。
1、類型代號是表征電機(jī)的各種類型而采用的漢語拼音字母。比如:
異步電動機(jī)Y同步電動機(jī)T
同步發(fā)電機(jī)TF直流電動機(jī)Z
直流發(fā)電機(jī)ZF
2、特點代號是表征電機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)或用途,也采用漢語拼音字母表示。比如:
隔爆型用B表示YB軸流通風(fēng)機(jī)上用YT
電磁制動式Y(jié)EJ變頻調(diào)速式Y(jié)VP
變極多速式Y(jié)D起重機(jī)用YZD等。
3、設(shè)計序號是指電機(jī)產(chǎn)品設(shè)計的順序,用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。對于第一次設(shè)計的產(chǎn)品不標(biāo)注設(shè)計序號,對系列產(chǎn)品所派生的產(chǎn)品按設(shè)計的順序標(biāo)注。
比如:Y2YB2
4、勵磁方式代號分別用字母表示,S表示三次諧波,J表示晶閘管,X表示相復(fù)勵磁。
如:Y2--160M1–8
Y:機(jī)型,表示異步電動機(jī);
2:設(shè)計序號,“2”表示第一次基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計的產(chǎn)品;
160:中心高,是軸中心到機(jī)座平面高度;
M1:機(jī)座長度規(guī)格,M是中型,其中腳注“2”是M型鐵心的第二種規(guī)格,而“2”型比“1”型鐵心長;
8:極數(shù),“8”是指8極電動機(jī)。
如:Y630—10/1180
Y表示異步電動機(jī);
630表示功率630KW;
10極、定子鐵心外徑1180MM。
B、規(guī)格代號主要用中心高、機(jī)座長度、鐵心長度、極數(shù)來表示
1、中心高指由電機(jī)軸心到機(jī)座底角面的高度;根據(jù)中心高的不同可以將電機(jī)分為大型、中型、小型和微型四種,其中中心高
H在45mm~71mm的屬于微型電動機(jī);
H在80mm~315mm的屬于小型電動機(jī);
H在355mm~630mm的屬于中型電動機(jī);
H在630mm以上屬于大型電動機(jī)。
2、機(jī)座長度用國際通用字母表示:
S—短機(jī)座
M—中機(jī)座
L—長機(jī)座
3、鐵心長度用阿拉伯?dāng)?shù)字1、2、3、4、、、由長至短分別表示。
4、極數(shù)分2極、4極、6極、8極等。
C、特殊環(huán)境代號有如下規(guī)定:
特殊環(huán)境代號
“高”原用G
船(“?!?用H
戶“外”用W
化工防“腐”用F
熱帶用T
濕熱帶用TH
干熱帶用TA
D、補充代號僅適用于有補充要求的電機(jī)
舉例說明:
產(chǎn)品型號為YB2-132S-4H的電動機(jī)各代號的含義為:
Y:產(chǎn)品類型代號,表示異步電動機(jī);
B:產(chǎn)品特點代號,表示隔爆型;
2:產(chǎn)品設(shè)計序號,表示第二次設(shè)計;
132:電機(jī)中心高,表示軸心到地面的距離為132毫米;
S:電機(jī)機(jī)座長度,表示為短機(jī)座;
4:極數(shù),表示4極電機(jī);
H:特殊環(huán)境代號,表示船用電機(jī)。
通過以上對電動機(jī)型號詳細(xì)的介紹,相信以后看到產(chǎn)品型號,就能知道該電機(jī)的類型、特點、設(shè)計序號、電機(jī)的規(guī)格以及它所使用的環(huán)境等信息。
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