電機(jī)詳細(xì)介紹

1、 電機(jī)泛指發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。         電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置。         電動(dòng)機(jī)也俗稱馬達(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。         發(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)子來發(fā)電。 電動(dòng)機(jī)按照發(fā)熱情況劃分為三種工作方式： 連續(xù)工

2、作方式（需要長時(shí)間工作，溫升可達(dá)穩(wěn)定溫升）、 短時(shí)工作方式（相對停歇時(shí)間較長。工作時(shí)達(dá)不到穩(wěn)定溫升；停止時(shí)降到環(huán)境溫升）、 周期性工作方式（斷續(xù)工作制。工作時(shí)達(dá)不到穩(wěn)定溫升；停止時(shí)降不到環(huán)境溫升）。 電動(dòng)機(jī)的溫升是指電動(dòng)機(jī)在額定運(yùn)行狀態(tài)下，定子繞組的溫度高出環(huán)境溫度的數(shù)值（環(huán)境溫度規(guī)定為35或40以下，如果銘牌上未標(biāo)出具體數(shù)值，則為40）。                 電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)         1直流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)（銘牌上的數(shù)據(jù)）有：&#

3、160;                   額定功率 Pn (kW)                    額定電壓 Un (V)                    額定電流 In (A)                &#

4、160;   額定轉(zhuǎn)速 n (r/min)                    勵(lì)磁方式和額定勵(lì)磁電流 Ifn (A)                    額定勵(lì)磁電壓 Ufn (V)                           

5、;                    推導(dǎo)參數(shù)：額定轉(zhuǎn)矩(N·m) = 9550 * Pn / n             在額定狀態(tài)（各個(gè)參數(shù)與額定值相同）下工作，電動(dòng)機(jī)可靠地工作，并具有良好的性能。           如果長期運(yùn)行在電流低于額定電流的狀態(tài)（欠載），則運(yùn)行效率不高，浪費(fèi)能量；      

6、0;    如果長期運(yùn)行在電流超過額定電流的狀態(tài)（過載），可能會(huì)因過熱而燒壞電動(dòng)機(jī)。            2交流電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)（銘牌上的數(shù)據(jù)）有：                        額定功率 P (kW)                        額定電壓 U

7、 (V)                        額定電流 I (A)                        額定轉(zhuǎn)速 n (r/min)                        額定頻率 f (50Hz) 

8、                      額定功率因素 cos                        絕緣等級(jí)與溫升                          定子的接線方法（星形/三角形）     &

9、#160;                                             推導(dǎo)參數(shù)：額定轉(zhuǎn)矩(N·m) = 9550 * P / n                           

10、;    同步轉(zhuǎn)速：n0 = 60f/p （p為磁極對數(shù)）                             額定效率：                                         &

11、#160;     電機(jī)的分類        1按工作電源種類劃分：可分為 直流電機(jī)和交流電機(jī)。   1.1 直流電動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)及工作原理可劃分：無刷直流電動(dòng)機(jī)和有刷直流電動(dòng)機(jī)。    1.1.1 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)。     1.1.1.1 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)。           

12、;                        （他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的低速調(diào)速特性優(yōu)于三相異步電動(dòng)機(jī)）        1.1.1.2 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)。       1.2 其中交流電機(jī)還可分：單相電機(jī)和三相電機(jī)。2按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分：可分為 直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)（同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)）。   2.

13、1 同步電動(dòng)機(jī)（負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速恒定不變）：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)。   2.2 異步電動(dòng)機(jī)：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（ 鼠籠式、繞線式）和交流換向器電動(dòng)機(jī)（恒轉(zhuǎn)矩交流調(diào)速電動(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。       2.2.2 交流換向器電動(dòng)機(jī)可劃分：單相串勵(lì)電動(dòng)機(jī)、交直流兩用電動(dòng)機(jī)和推斥電動(dòng)機(jī)。3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)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）、繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)

14、機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。繞線式三相交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)一樣，其啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。4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)。5按用途劃分：驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。   5.1 驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)劃分：                      電動(dòng)工具（如：鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴(kuò)孔等工具）用電動(dòng)機(jī)、       

15、;               家電（如：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)、             

16、;         其它通用小型機(jī)械設(shè)備（如：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)。   5.2 控制用電動(dòng)機(jī)又劃分為：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)等。6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。     調(diào)速電動(dòng)

17、機(jī)除可分為有級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、無級(jí)恒速電動(dòng)機(jī)、有級(jí)變速電動(dòng)機(jī)和無級(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)和開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)。            變頻電動(dòng)機(jī)采用“專用變頻感應(yīng)電動(dòng)機(jī)+變頻器”的交流調(diào)速方式，使機(jī)械自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率大為提高設(shè)備小型化、增加舒適性，目前正取代傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速和直流調(diào)速方案。     異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是略低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速。     同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與負(fù)載大小無關(guān)而始終保持為同步轉(zhuǎn)速。&#

18、160;       專用電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)的一類，它是針對特定的行業(yè)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)使用的。常見的專用電動(dòng)機(jī)有：家電用電機(jī)、泵用電機(jī)、車用電機(jī)、工縫用電機(jī)、風(fēng)機(jī)用電機(jī)、空調(diào)用電機(jī)、紡織用電機(jī)、風(fēng)扇用電機(jī)、電梯用電機(jī)、抽油煙機(jī)用電機(jī)、機(jī)械設(shè)備用電機(jī)、洗衣機(jī)用電機(jī)等。        直流電動(dòng)機(jī)的五種勵(lì)磁方式         直流電動(dòng)機(jī)按勵(lì)磁方式分為：永磁、他勵(lì)和自勵(lì)，其中的自勵(lì)又可分為：并勵(lì)、串勵(lì)和復(fù)勵(lì)。合為五種。     1永

19、磁直流電機(jī)（permanent-magnet direct current motor）             永磁直流電動(dòng)機(jī)即利用永磁體建立勵(lì)磁磁場的直流電動(dòng)機(jī)。這種電動(dòng)機(jī)因沒有另設(shè)的勵(lì)磁系統(tǒng)，因而體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單且效率高。絕大多數(shù)微型直流電動(dòng)機(jī)都是永磁的。         永磁直流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和運(yùn)行特性與他勵(lì)、并勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)基本相同。在結(jié)構(gòu)上除定子部分沒有勵(lì)磁繞組外，其電樞、電刷、換向器等零部件均與電流勵(lì)磁式直流電機(jī)相同。 

20、;        永磁直流電動(dòng)機(jī)一般可分為永磁有刷直流電動(dòng)機(jī)和永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)兩類。也可根據(jù)永磁體的不同分為：鐵氧體永磁直流電動(dòng)機(jī)、鋁鎳鈷永磁直流電動(dòng)機(jī)或稀土永磁直流電動(dòng)機(jī)。         永磁無刷直流電動(dòng)機(jī)是由一塊或多塊永磁體建立磁場的直流電動(dòng)機(jī)，其性能與恒定勵(lì)磁電流的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相似，可以由改變電樞電壓來方便地調(diào)速。與他勵(lì)式直流電動(dòng)機(jī)相比，具有體積小、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、用銅量少等優(yōu)點(diǎn)，是小功率直流電動(dòng)機(jī)的主要類型。       

21、60;隨著時(shí)代的發(fā)展，永磁直流電機(jī)的應(yīng)用會(huì)更多，原先用交流電機(jī)的許多場合均被永磁直流電機(jī)所替代。特別是出現(xiàn)永磁無刷電機(jī)后，永磁直流電機(jī)的生產(chǎn)數(shù)量在不斷地上升。     2他勵(lì)直流電機(jī)    勵(lì)磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系，而由其他直流電源對勵(lì)磁繞組供電的直流電機(jī)稱為他勵(lì)直流電機(jī)，接線如下圖（a）所示。圖中M表示電動(dòng)機(jī)，若為發(fā)電機(jī)，則用G表示。永磁直流電機(jī)也可看作他勵(lì)直流電機(jī)。     3并勵(lì)直流電機(jī)    并勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組相并聯(lián)，接線如下圖（b）所示。作為并勵(lì)發(fā)

22、電機(jī)來說，是電機(jī)本身發(fā)出來的端電壓為勵(lì)磁繞組供電；作為并勵(lì)電動(dòng)機(jī)來說，勵(lì)磁繞組與電樞共用同一電源，從性能上講與他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相同。     4串勵(lì)直流電機(jī)    串勵(lì)直流電機(jī)的勵(lì)磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源，接線如下圖（c）所示。這種直流電機(jī)的勵(lì)磁電流就是電樞電流。     5復(fù)勵(lì)直流電機(jī)    復(fù)勵(lì)直流電機(jī)有并勵(lì)和串勵(lì)兩個(gè)勵(lì)磁繞組，接線如下圖（d）所示。若串勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵(lì)繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵(lì)。若兩個(gè)磁通勢方向相反，則稱為差復(fù)勵(lì)。 

23、   不同勵(lì)磁方式的直流電機(jī)有著不同的特性。一般情況直流電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是并勵(lì)式、串勵(lì)式和復(fù)勵(lì)式，直流發(fā)電機(jī)的主要?jiǎng)?lì)磁方式是他勵(lì)式、并勵(lì)式和和復(fù)勵(lì)式。     直流串勵(lì)電機(jī)四個(gè)接線柱的接線方法:          無刷直流電動(dòng)機(jī)的八大特性及運(yùn)用：     無刷直流電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)技巧和電子技巧聯(lián)合的機(jī)電一體化新型微電機(jī)。它是一種最有前程的電動(dòng)機(jī)。無刷直流電動(dòng)機(jī)的重要特性是具備與普通有刷直流電流電動(dòng)機(jī)類似的機(jī)械特性以及必需有電子換向電路。因?yàn)闊o刷

24、直流電動(dòng)機(jī)徹底取締了機(jī)械換向器和電刷，而又具備傳統(tǒng)直流電動(dòng)機(jī)雷同的線性機(jī)械特性，調(diào)速規(guī)模寬，起能源矩大，效力高級(jí)長處，又具備如下特性：     高牢靠性、長命命，任務(wù)時(shí)限重要抉擇于軸承及光滑，高性能電動(dòng)機(jī)的運(yùn)用壽命可達(dá)數(shù)萬小時(shí)。    不用常常保護(hù)。    無電氣接觸火花，平安、防爆性好，無線電攪擾小。    機(jī)械噪聲低。    可任務(wù)于高真空，有侵蝕性氣體介質(zhì)和液體介質(zhì)環(huán)境中，例如宇航裝備。    可任務(wù)于高速或超高速。已有100000r/min產(chǎn)品。&

25、#160;   采?。╥nside-out）構(gòu)造，繞組在定子上，易于散熱，轉(zhuǎn)子采取永磁體勵(lì)磁，無通電繞組，簡直無損耗和發(fā)熱。    與電子電路聯(lián)合，有更大的運(yùn)用靈巧性。例如：運(yùn)用小功率邏輯掌握信號(hào)可掌握電動(dòng)機(jī)的起停，正反轉(zhuǎn)或調(diào)理轉(zhuǎn)速，適于數(shù)字掌握，易于與微機(jī)接口。正因?yàn)榇?，無刷直流電動(dòng)機(jī)在工業(yè)和家用及國防等范疇取得了普遍的運(yùn)用。在航空航天范疇，因?yàn)楦哒婵?，無刷直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢是最顯著的。如：宇宙飛船中用的各種泵，運(yùn)用了許多無刷電動(dòng)機(jī)、微型直流減速電機(jī)。          直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)的比較  &

26、#160;    1、使用的電源不同，直流電機(jī)需直流電源供給，交流電機(jī)需交流供電。      2、性能不同： 直流電機(jī) 調(diào)速方便、易于平滑調(diào)速、調(diào)速范圍大； 啟動(dòng)、制動(dòng)、過載轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)平穩(wěn)且起動(dòng)電流??； 控制技術(shù)簡單成熟，可靠性高，可應(yīng)用電子線路控制調(diào)速及運(yùn)行特性， 可用于自動(dòng)化控制領(lǐng)域。 交流電機(jī) 專用分類多； 起動(dòng)力矩大，結(jié)構(gòu)簡單易于制造； 使用方便簡單，維護(hù)方便簡單，運(yùn)用廣泛。 直流電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的、平滑的調(diào)速特性。而交流電動(dòng)機(jī)需要借助變頻器、電磁調(diào)節(jié)器等其它部件才能實(shí)現(xiàn)這一功能。       

27、3、直流電機(jī)的價(jià)格要貴出一點(diǎn)，主要是因?yàn)槠浔仨氂薪Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的“換向器”來實(shí)現(xiàn)交直流的轉(zhuǎn)換。這也一定程度上增加了直流電機(jī)的制造成本。      4、對交流發(fā)電機(jī)來講，它可以實(shí)現(xiàn)“直接”的能量回饋給電網(wǎng)（但必須保證4個(gè)條件：電壓幅值相同，相位相同，相序相同，頻率相同）；但直流發(fā)電機(jī)的電能就需要進(jìn)行逆變（把交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程稱整流，把直流電轉(zhuǎn)換為交流電的過程稱逆變），才能反饋到電網(wǎng)上。所以它還需要增加大功率的逆變器。      5、 三相繞線式交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)力矩大、制動(dòng)力矩也大，適用于啟動(dòng)或制動(dòng)頻繁的場合。  

28、   6、 異步電動(dòng)機(jī)會(huì)使電網(wǎng)的功率因素下降，同步電動(dòng)機(jī)則會(huì)改善功率因素。而變頻器和直流電源會(huì)對電網(wǎng)產(chǎn)生調(diào)頻調(diào)波干擾，這樣可能會(huì)導(dǎo)致其它的控制設(shè)備無法工作。                    -      直流電機(jī)具有良好的啟動(dòng)特性和調(diào)速特性。因此，在調(diào)速性能要求較高的大型設(shè)備，比如軋鋼機(jī)上都采用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。但它存在著直流換向問題，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)檢修不方便，而且消耗有色金屬多。      一、直流電

29、機(jī)的優(yōu)點(diǎn)              1.直流電機(jī)具有良好的啟動(dòng)特性和調(diào)速特性              2.直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩比較大               3.維修比較便宜。              4.直流電機(jī)的直流相對于交流比較節(jié)能環(huán)保。   

30、60; 二、直流電機(jī)的缺點(diǎn)              1.直流電機(jī)制造比較貴              2.有碳刷（無刷直流電機(jī)更貴）       三、交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)              1.交流電機(jī) 制造比較便宜。          

31、0;   2.矢量變頻技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可以用變頻電機(jī)模擬成直流電              3.相對于直流電機(jī)在結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易、對環(huán)境要求低、節(jié)能和提高生產(chǎn)力。      四、交流電機(jī)的缺點(diǎn)              1.交流電機(jī)的啟動(dòng)性和調(diào)速性較差  -       鼠籠型異步電機(jī)與繞線型異步電機(jī)的區(qū)別

32、：            鼠籠式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子的回路電阻固定。通電后，轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速上升而增大。一般用于空載或輕載啟動(dòng)，負(fù)載隨轉(zhuǎn)速的增加而增加的設(shè)備上。鼠籠異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)比較簡單，但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較小，啟動(dòng)電流大，一般用于不需要調(diào)速的地方，或無特殊調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械，如：功率不是很大的通風(fēng)機(jī)、小型機(jī)床等。            繞線式異步電機(jī)則可以通過轉(zhuǎn)子上的滑環(huán)外接電阻器來改變轉(zhuǎn)子回路電阻，從而增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)距。在不同的轉(zhuǎn)速接不同的電阻來獲得最大的扭矩。通常用在需要全負(fù)荷啟動(dòng)的設(shè)備。

33、也用于頻繁啟動(dòng)的設(shè)備。有S1、S2、S3等不同暫載率。繞線式異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路較復(fù)雜，但是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)電流小，調(diào)速性能較好，一般用于需要調(diào)速的地方。對于某些要求起動(dòng)性能好，在不大的范圍內(nèi)平滑調(diào)速的設(shè)備，如：起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等場合一般使用繞線式異步電機(jī)。 短時(shí)運(yùn)行的交流變頻電機(jī)，可以容許過載，且工作時(shí)間越短，允許過載的量也越大。但過載量也不能無限加大，必須小于交流變頻電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 對這類交流變頻電機(jī)容量的選擇，可根據(jù)以下公式來考慮： 過載系數(shù)最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩 所需要交流變頻電機(jī)的容量應(yīng) 生產(chǎn)機(jī)械系統(tǒng)所需的功率。 選擇交流變頻電機(jī)的容量，一般不能超過供電變壓器容量的1/3。 目前，有專門用于

34、重復(fù)短時(shí)運(yùn)行的交流異步變頻電機(jī)系列。 *         高壓電動(dòng)機(jī)      高壓電機(jī)是指額定電壓在1000V 以上電動(dòng)機(jī)。經(jīng)常使用的是6000V 和10000V 電壓，由于國外的電網(wǎng)不同，也有3300V 和6600V 的電壓等級(jí)。      由于電機(jī)的功率與電壓和電流的乘積成正比，因此低壓電機(jī)在功率增大到一定程度（如：300KW/380V）時(shí)，電流受到導(dǎo)線允許電流通過能力的限制就難以做大，或成本過高。需要通過提高電壓的方式實(shí)現(xiàn)大功率的輸出。高壓電機(jī)因此而生，其優(yōu)點(diǎn)是功率大，承受沖擊

35、能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是慣性大，啟動(dòng)和制動(dòng)都困難。         高壓電動(dòng)機(jī)可用于驅(qū)動(dòng)各種不同的機(jī)械之用。如：壓縮機(jī)、水泵、破碎機(jī)、切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)械及其它設(shè)備，供礦山、機(jī)械工業(yè)、石油化工工業(yè)、發(fā)電機(jī)等各種工業(yè)領(lǐng)域用作原動(dòng)機(jī)。         用以驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、磨煤機(jī)、軋鋼機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)應(yīng)在訂貨時(shí)注明用途及技術(shù)要求，采用特殊的設(shè)計(jì)以保障可靠地運(yùn)行。 *         力矩電動(dòng)機(jī)（Torque motor，又叫：扭矩電動(dòng)機(jī)）：    

36、; 力矩電動(dòng)機(jī)無需齒輪減速就能直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，可以連續(xù)工作在低速或堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，是一種以輸出轉(zhuǎn)矩為主要特征的伺服電動(dòng)機(jī)低速大扭矩的伺服電動(dòng)機(jī)。     力矩電動(dòng)機(jī)是一種具有軟機(jī)械特性和寬調(diào)速范圍的特種電機(jī)，具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩、過載能力強(qiáng)、響應(yīng)快、特性線性度好、力矩波動(dòng)小等特點(diǎn)。力矩電動(dòng)機(jī)的軸不是以恒功率輸出動(dòng)力而是以恒力矩輸出動(dòng)力。        力矩電動(dòng)機(jī)還可根據(jù)其多種特點(diǎn)靈活地應(yīng)用：可部分代替直流電機(jī)使用，可應(yīng)用在啟閉閘（閥）門以及阻力矩大的拖動(dòng)系統(tǒng)中，還可以使用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動(dòng)作的各種機(jī)械上。另外，

37、力矩電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)高速高精度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的最佳選擇，如：五軸龍門銑擺頭、 臥式工中心轉(zhuǎn)臺(tái)、齒輪磨床、葉片磨床擺動(dòng)軸、 曲線磨床頭架、萬能磨床砂輪架轉(zhuǎn)位等。     力矩電機(jī)包括：直流力矩電機(jī)、無刷直流力矩電機(jī)、交流力矩電機(jī)。它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、紡織、造紙、橡膠、塑料、金屬線材和電線電纜等工業(yè)中。      力矩電機(jī)的機(jī)械特性很軟，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低，輸出力矩增加，而輸出力矩是正比于電壓的平方。如果負(fù)載固定，則電機(jī)的轉(zhuǎn)速將隨電壓變化而變化，如圖五所示。因此在負(fù)載恒定的裝置上，只要通過調(diào)壓裝置改變電機(jī)的輸入電壓，就

38、能獲得任一的轉(zhuǎn)速。但是，力矩電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，其效率極低，不利于長期低速運(yùn)行。         堵轉(zhuǎn)         在某些特殊場合中，有時(shí)要求電機(jī)在一段時(shí)間內(nèi)保持一靜止的力矩，如電纜收卷起始階段須保持張緊；大型鍛壓機(jī)的鍛件夾持裝置等。由于力矩電機(jī)的阻抗較大；其堵轉(zhuǎn)電流較小，同時(shí)采用了強(qiáng)迫通風(fēng)，所以能滿足一定時(shí)間內(nèi)的堵轉(zhuǎn)要求。允許堵轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)按銘牌上標(biāo)定值，如需較長的堵轉(zhuǎn)時(shí)間，可選用較大的力矩電機(jī)，通過降低力矩電機(jī)的端電壓來獲得。         其

39、它         力矩電機(jī)還可根據(jù)其多種特點(diǎn)靈活應(yīng)用，如本身具有直流串勵(lì)電機(jī)特性，可部分代替直流電機(jī)使用；又如根據(jù)其轉(zhuǎn)子具有高電阻特性，起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，故可應(yīng)用在啟閉閘（閥）門以及阻力矩大的拖動(dòng)系統(tǒng)中；也可利用其起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）轉(zhuǎn)矩大，起動(dòng)（堵轉(zhuǎn)）電流小，實(shí)心轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，而使用于頻繁正、反轉(zhuǎn)的裝置或其他類似動(dòng)作的各種機(jī)械上。     *   控制電機(jī)的主要作用是用來完成信息的傳遞與交換，其重點(diǎn)不在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。 *      伺服電動(dòng)機(jī)（servo m

40、otor ）又叫執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，或叫控制電動(dòng)機(jī)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，伺服電動(dòng)機(jī)是一個(gè)執(zhí)行元件，它的作用是把信號(hào)（控制電壓或相位）變換成機(jī)械位移，也就是把接收到的電信號(hào)變?yōu)殡姍C(jī)的一定轉(zhuǎn)速或角位移。其容量一般在0.11000W。      伺服電動(dòng)機(jī)有直流和交流之分。     直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)的比較：     1、直流伺服電機(jī)：     輸入或輸出為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。它的模擬調(diào)速系統(tǒng)一般是由2個(gè)閉環(huán)構(gòu)成的，既速度閉環(huán)和電流閉環(huán)，為使二者能夠相互協(xié)調(diào)、發(fā)揮作用，在系統(tǒng)中設(shè)置了

41、2個(gè)調(diào)節(jié)器，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流。2個(gè)反饋閉環(huán)在結(jié)構(gòu)上采用一環(huán)套一環(huán)的嵌套結(jié)構(gòu)，這就是所謂的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛地應(yīng)用。通常是由模擬運(yùn)放構(gòu)成PI或PID電路；信號(hào)調(diào)理主要是對反饋信號(hào)進(jìn)行濾波、放大?？紤]到直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，模擬調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)態(tài)傳遞函數(shù)關(guān)系在模擬調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試過程中，因電機(jī)的參數(shù)或負(fù)載的機(jī)械特性與理論值有較大差異，往往需要頻繁更換R，C等元件來改變電路參數(shù)，以獲得預(yù)期的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)，這樣做起來非常麻煩，如果采用可編程模擬器件構(gòu)成調(diào)節(jié)器電路，系統(tǒng)參數(shù)如增益、帶寬甚至電路結(jié)構(gòu)都可以通過軟件進(jìn)行修改，調(diào)試起來就非常方便了。  

42、0;  直流伺服電機(jī)分為有刷和無刷電機(jī)，有刷電機(jī)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬，控制容易，需要維護(hù)，但維護(hù)方便（換碳刷），會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合。無刷電機(jī)體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速度高，慣量小，轉(zhuǎn)動(dòng)平滑，力矩穩(wěn)定。容易實(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以方波換相或正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)不存在碳刷損耗的情況，效率很高，運(yùn)行溫度低噪音小，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。     直流伺服電機(jī)可應(yīng)用在火花機(jī)，機(jī)器手，精確的機(jī)器等，同時(shí)可加配減速箱，令機(jī)器設(shè)備帶來可靠的準(zhǔn)確性及高扭力。

43、    2、交流伺服電機(jī)：     輸入或輸出為交流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)分定子繞組和轉(zhuǎn)子導(dǎo)體.轉(zhuǎn)子導(dǎo)體形狀像鼠籠導(dǎo)體與導(dǎo)體之間用硅鋼片，有的交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子也有繞組。交流伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子是高阻抗的金屬合金制成的，定子上的線圈有兩組，分勵(lì)磁線圈和力矩線圈，勵(lì)磁線圈以固定的頻率給轉(zhuǎn)子勵(lì)磁，力矩線圈負(fù)責(zé)提供轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，這兩組線圈都在驅(qū)動(dòng)器的帶動(dòng)下工作。自帶的叫：旋轉(zhuǎn)編碼器，精度是：分度數(shù)（轉(zhuǎn)動(dòng)一周發(fā)出的脈沖數(shù)）。     交流伺服電機(jī)也是無刷電機(jī)，分為同步和異步電機(jī)（感應(yīng)電機(jī)）。目前運(yùn)動(dòng)控制中一般都用同步電機(jī)，

44、它的功率范圍大，可以做到很大的功率。大慣量，最高轉(zhuǎn)動(dòng)速度低，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運(yùn)行的應(yīng)用。     同步電機(jī)的主要運(yùn)行方式有三種，即作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行。     作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)最主要的運(yùn)行方式，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)的另一種重要的運(yùn)行方式。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場合，應(yīng)用大型同步電動(dòng)機(jī)可以提高運(yùn)行效率。近年來，小型同步電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。 同步電機(jī)還可以接于電網(wǎng)作為同步補(bǔ)償機(jī)。這時(shí)電機(jī)不帶任何機(jī)械負(fù)載，靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感

45、性或者容性無功功率，以達(dá)到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。     異步電機(jī)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。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，一般可稱感應(yīng)電機(jī)為異步電機(jī)。普通異步電機(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，從空載到滿載范圍內(nèi)接近恒速運(yùn)行，能滿足大多數(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

46、要。異步電機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)吸取無功勵(lì)磁功率，使電網(wǎng)的功率因數(shù)變壞。因此，對驅(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。     到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。

47、典型生產(chǎn)廠家如德國西門子、美國科爾摩根和日本松下及安川等公司。     20世紀(jì)80年代以來，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，永磁交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了突出的發(fā)展，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當(dāng)代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機(jī)。90年代以后，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動(dòng)機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)。     交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置在傳動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異。永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)同直流伺服電動(dòng)機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有： &#

48、160;       無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護(hù)和保養(yǎng)要求低。          定子繞組散熱比較方便。          慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性。          適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。          同功率下有較小的體積和重量          兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)和直流伺服電動(dòng)機(jī)

49、在自動(dòng)控制系統(tǒng)中都被廣泛使用，下面就對這兩類電機(jī)進(jìn)行簡單的比較。         一、機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性        直流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性均為線性關(guān)系，且在不同的電壓下，機(jī)械特性曲線相互平行，斜率不變。兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性均為非線性關(guān)系，且在不同的控制電壓下，理想線性機(jī)械特性也不是相互平行的。機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性都將直接影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)精度。一般來說特性的非線性度越大，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)精度越低。         二、體積、重

50、量和效率         為了滿足控制系統(tǒng)對電機(jī)性能的要求，轉(zhuǎn)子電阻就得相當(dāng)大。當(dāng)輸出功率相同時(shí)，兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)要比直流伺服電動(dòng)機(jī)的體積大、重量重、效率低。所以兩相伺服電動(dòng)機(jī)只適用于小功率系統(tǒng)，而對于功率較大的控制系統(tǒng)，則普遍采用直流伺服電動(dòng)機(jī)。        三、 動(dòng)態(tài)響應(yīng)         電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性常常以機(jī)電時(shí)間常數(shù)來衡量。直流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子上帶有電樞繞組和換向器，因此它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量要比兩相伺服電動(dòng)機(jī)大些。若量電機(jī)的空載轉(zhuǎn)速相同，則直

51、流伺服電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩要比兩相伺服電動(dòng)機(jī)大得多。這樣，綜合比較來看，它們的機(jī)電時(shí)間常數(shù)就較為接近。在帶負(fù)載時(shí)，若電動(dòng)機(jī)所帶負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，這時(shí)兩種電機(jī)系統(tǒng)的總慣量（即負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量之和）就相差不太多，可能出現(xiàn)直流電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)反而比交流電機(jī)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)為小的情況。         四、自轉(zhuǎn)現(xiàn)象、        對于兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)，若參數(shù)選擇不適當(dāng)，或制造工藝上有缺陷，都會(huì)使電動(dòng)機(jī)在單相狀態(tài)下產(chǎn)生“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，而直流伺服電動(dòng)機(jī)卻無“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。    

52、;    五、電刷和換向器的滑動(dòng)接觸         直流伺服電動(dòng)機(jī)由于有電刷和換向器，因而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造麻煩。因電刷與換向器之間存在滑動(dòng)接觸，電刷的接觸電阻也不穩(wěn)定，這些都會(huì)一想到電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。另外，直流伺服電動(dòng)機(jī)還存在因換向器所引起的天線通訊干擾，又容易出現(xiàn)火花，給運(yùn)行和維護(hù)帶來困難。         兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，適宜在不易檢修的場合使用。         六、放大器裝置         直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制繞組通常是由直流放大器供電，而直流放大器有零點(diǎn)漂移現(xiàn)象，這將影響系統(tǒng)工作的精度和穩(wěn)定性。此外直流放大器的體積和重量要比交流放大器大，這是直流伺服系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)。     步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)的性能比較：