電機(jī)的分類和應(yīng)用
眾所周知,電機(jī)是傳動(dòng)以及控制系統(tǒng)中的重要組成部分辐胆,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展雕残,電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用中的重點(diǎn)已經(jīng)開始從過去簡單的傳動(dòng)向復(fù)雜的控制轉(zhuǎn)移;尤其是對電機(jī)的速度悍暴、位置壳荣、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(jì)和驅(qū)動(dòng)方式汽心,咋看下好像選型非常復(fù)雜吟钻,因此為了人們根據(jù)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的用途,進(jìn)行了基本的分類熏疾。下面我們將逐步介紹電機(jī)中最有代表性溶豌、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)葵昂。
控制電機(jī)
控制電機(jī)主要是應(yīng)用在精確的轉(zhuǎn)速桶淡、位置控制上,在控制系統(tǒng)中作為“執(zhí)行機(jī)構(gòu)”寥掐⊙ゼ牛可分成伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)召耘、力矩電機(jī)百炬、開關(guān)磁阻電機(jī)、直流無刷電機(jī)等幾類怎茫。
1. 伺服電機(jī)
伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)中收壕,能將輸入的電壓信號轉(zhuǎn)換為電機(jī)軸上的機(jī)械輸出量妓灌,拖動(dòng)被控制元件轨蛤,從而達(dá)到控制目的。一般地虫埂,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祥山;轉(zhuǎn)速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續(xù)變化圃验;轉(zhuǎn)矩能通過控制器輸出的電流進(jìn)行控制;電機(jī)的反映要快缝呕、體積要小澳窑、控制功率要小。伺服電機(jī)主要應(yīng)用在各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中诚咪,尤其是隨動(dòng)系統(tǒng)圾篱。
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)搭肠,在控制精度不高的情況下玫惧,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)展眯华,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)庞蠕。
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(diǎn)講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號拇掺,它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度则菌。我們可以通過控制脈沖的個(gè)數(shù)來控制電機(jī)的角位移量,從而達(dá)到精確定位的目的赚毫;同時(shí)還可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度踏靴,從而達(dá)到調(diào)速的目的。目前循谨,比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)纺倍、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)等倔撞。
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(dòng)的形式讲仰,正是這個(gè)特點(diǎn),步進(jìn)電機(jī)可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合痪蝇。但步進(jìn)電機(jī)在控制精度鄙陡、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)躏啰;所以主要應(yīng)用在精度要求不是特別高的場合趁矾。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(diǎn)给僵,所以步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域毫捣;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)換帝际,能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移蔓同,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)械上斑粱,比如作為自動(dòng)送料機(jī)中的馬達(dá)弃揽,作為通用的軟盤驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá),也可以應(yīng)用在打印機(jī)和繪圖儀中褂省。
此外巷卵,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(dòng)頻率葵稚,所以步進(jìn)電機(jī)可以低速正常運(yùn)轉(zhuǎn)帘衣,但若高于一定速度時(shí)就無法啟動(dòng),并伴有尖銳的嘯叫聲洁席;不同廠家的細(xì)分驅(qū)動(dòng)器精度可能差別很大绿窿,細(xì)分?jǐn)?shù)越大精度越難控制;并且窃裙,步進(jìn)電機(jī)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有較大的振動(dòng)和噪聲纹轩。
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)宦噩、換向片數(shù)和串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)缅科,以降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和轉(zhuǎn)速脈動(dòng)。力矩電機(jī)有直流力矩電機(jī)和交流力矩電機(jī)兩種衰拄。
其中耗跛,直流力矩電機(jī)的自感電抗很小,所以響應(yīng)性很好攒发;其輸出力矩與輸入電流成正比调塌,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(yùn)行而不用齒輪減速惠猿,所以在負(fù)載的軸上能產(chǎn)生很高的力矩對慣性比羔砾,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偶妖,目前常用的是鼠籠型異步力矩電機(jī)姜凄,它具有低轉(zhuǎn)速和大力矩的特點(diǎn)。一般地趾访,在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電機(jī)态秧,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)子的電阻較大扼鞋,所以其機(jī)械特性較軟申鱼。
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(jiān)固云头,成本低捐友,調(diào)速性能優(yōu)異碎师,是傳統(tǒng)控制電機(jī)強(qiáng)有力競爭者,具有強(qiáng)大的市場潛力跛脾。 但目前也存在轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、運(yùn)行噪聲和振動(dòng)大等問題辉茴,需要一定時(shí)間去優(yōu)化改良以適應(yīng)實(shí)際的市場應(yīng)用癣跟。
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(dòng)電流是不折不扣的交流女骗;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)景顷。一般地,無刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流有兩種镣逃,一種是梯形波(一般是“方波”)强男,另一種是正弦波。有時(shí)候把前一種叫直流無刷電機(jī)撼遵,后一種叫交流伺服電機(jī)眨仪,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(dòng)慣量甜杰,通常采用“細(xì)長”的結(jié)構(gòu)柑爸。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(dòng)慣量可以減少40%—50%左右盒音。由于永磁材料的加工問題表鳍,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)特性的線性度好祥诽,調(diào)速范圍廣譬圣,壽命長,維護(hù)方便噪聲小雄坪,不存在因電刷而引起的一系列問題厘熟,所以這種電機(jī)在控制系統(tǒng)中有很大的應(yīng)用潛力。
聲明:本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)维哈,轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享盯漂,并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé),也不構(gòu)成任何其他建議笨农。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布就缆、編輯整理上傳,對此類作品本站僅提供交流平臺谒亦,不為其版權(quán)負(fù)責(zé)资担。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片炬费、文字如涉及作品版權(quán)問題踱孕,請第一時(shí)間告知讯匈,我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容,以保證您的權(quán)益将窗!聯(lián)系電話:010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn策坏。
- 暫無反饋
編輯推薦
- 2025新年特刊:打造新質(zhì)生產(chǎn)力理朋,智啟未來新篇章
- 定義制造業(yè)未來的數(shù)控加工中心技術(shù)專題
- 航空航天及交通領(lǐng)域先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用專題
- 解碼消費(fèi)電子產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)字化之路技術(shù)專題
- 精密智能機(jī)床,助力制造升級技術(shù)專題
- 汽車輕量化驅(qū)動(dòng)下的零部件加工應(yīng)用專題
- 高性能銑刀實(shí)現(xiàn)高精加工生產(chǎn)技術(shù)專題
- 航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)解決方案專題
- 高效齒輪加工生產(chǎn)技術(shù)方案專題
- 金屬加工液的性能不止?jié)櫥夹g(shù)應(yīng)用專題