常用单相电动机种类及特性
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一、电动机的分类和性能1、电动机的分类1.1、按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理分类,可分为交流异步电动机、交流同步电动机和直流电机。
交流异步电动机可分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流同步电动机可分为电磁同步电动机、永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
直流电动机可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为电磁直流电动机和永磁直流电动机。
电磁直流电动机又可分为串励、并励、他励和复励直流电机;永磁直流电动机又分为稀土、铁氧体和铝铝镍钴永磁直流电动机。
1.2、按工作电源分类电动机按工作电源可分为直流电源电动机和交流电源电动机。
其中,交流电源电动机又可分为单相电源电动机和三相电源电动机。
例如,手持电动工具、家用电器用电动机等为单相电源供电的单相电机。
例如,切割机、套丝机、钢筋弯曲机等为三相电源供电的三相电动机。
1.3、按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具用电动机、家电用电动机及其他通用小型机械设备用电动机。
2、电动机的性能2.1、直流电动机性能直流电动机具有:较大的启动转矩和良好的启、制动性能,在较宽范围内实现平滑调速的优越性能,以及较强的过载性能,所以广泛应用于机床、轧钢机、电力机车和需要经常启动并调速的电气传动装置中。
2.2、同步电动机性能同步电动机具有:转速和电源频率保持严格同步的特性,即只要电源频率保持恒定,同步电动机的转速就绝对不变。
2.3、异步电动机性能异步电动机是现代生产和生活中使用最广泛的一种电动机。
他具有结构简单、制造容易、价格低廉、运行可靠、使用维护方便、坚固耐用、质量轻等优点。
二、变压器的分类和性能1、变压器的分类变压器是输送交流电时所使用的的一种变换电压和变换电流的电气设备。
按用途分类:电力变压器、电炉变压器、整流变压器、工频试验变压器、矿用变压器、电抗器、调压变压器、互感器、其他特种变压器。
电机分类电机的种类1.按工作电源种类划分:可分为直流电机和交流电机。
1.1直流电动机按结构及工作原理可划分:无刷直流电动机和有刷直流电动机。
1.1.1有刷直流电动机可划分:永磁直流电动机和电磁直流电动机。
1.1.1.1电磁直流电动机划分:串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
1.1.1.2永磁直流电动机划分:稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
1.1其中交流电机还可分:单相电机和三相电机。
2.按结构和工作原理划分:可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。
2.1同步电机可划分:永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。
2.2异步电机可划分:感应电动机和交流换向器电动机。
2.2.1感应电动机可划分:三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
2.2.2交流换向器电动机可划分:单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机3.按起动与运行方式划分:电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4.按用途划分:驱动用电动机和控制用电动机。
4.1驱动用电动机划分:电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。
4.2控制用电动机又划分:步进电动机和伺服电动机等。
5.按转子的结构划分:笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
6.按运转速度划分:高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
1. 单相异步电动机的介绍2.1分类了解决单相异步电动机不能自行启动的问题,往往采用在单相电动机的定子绕组中嵌放两套绕组,分别为主绕组和启动绕组,在启动绕组中又采用串入电阻或电容使两个绕组中的电流在时间上有一定的相位差,就可以产生旋转磁场。
因此单相电动机在类型上可分为: 2.2基本结构(2)单相电容起动电动机与电阻起动不同的是起动绕组支路串了一个电容。
电容器选择适当,使IV 超前IU 的相位达到90°⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡罩极式电动机电容起动运转式电容运转式电容式起动电阻式起动—分相式电动机—单相异步电动机2.3单相异步电动机工作原理 在交流电机中,当定子绕组通过交流电流时,建立了电枢磁动势,它对电机能量转换和运行性能都有很大影响。
所以单相交流绕组通入单相交流产生脉振磁动势,该磁动势可分解为两个幅值相等、转速相反的旋转磁动势和,从而在气隙中建立正转和反转磁场和。
这两个旋转磁场切割转子导体,并分别在转子导体中产生感应电动势和感应电流 。
该电流与磁场相互作用产生正、反电磁转矩。
正向电磁转矩企图使转子正转;反向电磁转矩企图使转子反转。
这两个转矩叠加起来就是推动电动机转动的合成转矩。
不论是正转磁场还是反转磁场,他们的大小与转差率的关系和三相异步电动机的情况是一样的。
若电动机的转速是, 则对正转磁场而言,转差率为:对反转磁场而言,转差率为:单相异步电动机的T-s 曲线见左图由图可知单相异步电动机的主要特点有: (5) 单相罩极式异步电动机短路环 凸心 定子绕组 转子Φ1 Φ2 路环时在其内感应的电动势短路环内由于感应产生的电动势对应的电流K 的总磁通φ2 φ2ÓëKµÄºÏ³ÉÊÇ通路环的新总磁通φ’2φ2总是滞后于Φ1,气隙中产生移动磁场。
移动的方向总是从未罩住部分转向罩住部分。
这也就电动机的转向 (3)单相电容运转电动机用于300mm以上电风扇、空调压缩机等的电动机。
电动机类型及特点一、同步电机与异步电机区别:〔均属交流电机〕结构:同步电机和异步电机的定子绕组是相同的,主要区别在于转子的结构. 同步电机的转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,通过滑环引入电流;而异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感应产生电流〔又称感应电机〕. 相比之下,同步电机较复杂,造价高.应用:同步电机大多用在大型发电机的场合.而异步电机那么几乎全用在电动机场合.同步电机效率较异步电机稍高,在2000KW以上的电动机选型时,一般要考虑是否选用同步电机.二、单相异步电动机与三相异步电动机:单项电动机:当单相正弦电流通过定子绕组时,电机就会产生一个交变磁场, 这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场.这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转.当我们用外力使电动机向某一方向旋转时〔如顺时针方向旋转〕,这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小;转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大.这样平衡就打破了,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来.通常根据电动机的起动和运行方式的特点,将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种.区别:三相异步电动机采用380V三相供电,单相电机是用220V的电源,而且都是小功率的,最大只有2.2KW .相比于同转速同功率的三相电机,单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大,本钱高,但由于单相电源方便,且调速方便,因此广泛用于电开工具、医疗器械、家用电器等.三、无刷直流电机1、无刷直流电机:无刷直流电机是永磁式同步电机的一种,而并不是真正的直流电机.无刷直流电机不使用机械的电刷装置,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料,性能上相较一般的传统直流电机有很大优势,是当今最理想的调速电机.直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成,在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性,驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以限制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号, 用来限制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反应信号,用来限制和调整转速;提供保护和显示等等.特点:•全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速;•具有传统直流电机的所有优点,同时又取消了碳刷、滑环结构;•可以低速大功率运行,可以省去减速机直接驱动大的负载;•体积小、重量轻、出力大;•转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小;•无级调速,调速范围广,过载水平强;•软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置;•效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%〜60%,仅节电一项一年收回购置本钱;•可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单;•耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长;•没有无线电干扰,不产生火花,特别适合爆炸性场所,有防爆型;•根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机.2、无刷直流电机与有刷直流电机直流无刷电机和直流电机是2个概念.虽然直流无刷电机名字带直流,实际上是不是直流电机.从分类上来看,直流电机是一类,而直流无刷电机那么属于同步电机. 〔1〕无刷电机的优点•无电刷、低干扰:没有了有刷电机运转时产生的电火花,极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰.•噪音低,运转顺畅:没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,发热量低,效率高,噪音低,对于模型运行稳定性是一个巨大的支持.•寿命长,低维护本钱:无刷电机的磨损主要是在轴承上,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可.但有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的〔2〕从趋势上论,无刷减速电机可能取代有刷减速电机•适用范围:无刷电机通常被使用在限制要求比拟高,转速比拟高的设备上, 如航模,精密仪器仪表等对电机转速限制严格,转速到达很高的设备;通常动力设备使用的都是有刷电机,如吹风机,工厂的电动机,家用的抽油烟机等;•使用寿命:无刷电机通常使用寿命在几万小时这个数量级,主要取决于轴承的不同;通常有刷电机的连续工作寿命在几百到1千多个小时,到达使用极限就需要更换碳刷;•使用效果:无刷电机通常是数字变频限制,可控性强,从每分钟几转,到每分钟几万转都可以很容易实现.碳刷电机启动以后工作转速恒定,调速不是很容易,串激电机也能到达20000转/秒,但是使用寿命会比拟短.•节能环保方面:相对而言,无刷电机采用变频技术限制的会比串激电机节能很多,最典型的就是变频空调和冰箱.•维修方面:碳刷电机需要更换碳刷,而无刷电机,使用寿命很长,日常维护根本不需要.•噪音方面:与是否是有刷电机无关,主要是看轴承和点击内部组件的配合情况.3、无刷直流电机与交流电机无刷直流电机,定子是旋转磁场,拖着转子磁场转动;交流同步电机,也是定子旋转磁场拖着转子磁场转动;它们的不同是,旋转磁场旋转的原因不同:〔1〕交流同步电机,定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电,定子磁场的转动是交流电的变化快慢;〔2〕直流电机,是直流电源不变的恒定电压,与线圈连接实际位置的改变形成的,而且与线圈连接实际位置的改变是转子转动的快慢;这样,它们的调速方法就不同:〔1〕交流同步电机,定子磁场转动的原因是彼此落后120 度的三相对称交流电,定子磁场的转动是交流电的变化快慢;只要改变交流电变化的快慢,就能改变电机的转速,即变频调速;〔2〕直流电机,是直流电源不变的恒定电压,与线圈连接实际位置的改变形成的,而且与线圈连接实际位置的改变只与转子转动的快慢相关;只要改变转子的转速就可以调速,而转子的转速与电压成正比,改变电压就可改变转速,即调压调速;直流调速不改变电机的负载性质,而交流调速改变了负载的性质;交流调速〔变频〕,频率不同时,交流电机的感抗大小不同,负载性质随之改变,是一个极不稳定的系统,很难实现精细调速.直流调速〔变压〕,电压不同时,直流电机的电阻大小不变,负载性质不变,是一个非常稳定的系统,很容易实现精细调速,几个毫伏的电压速度都可以分辨.由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体,没有激磁损耗的问题,由于转子中无交变磁通,其转子上既无铜耗又无铁耗,综合效率比同容量异步电动机高出10〜20%左右〔依据功率大小而定〕.无刷直流电动机具有高效率、高转矩、高精度的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的机械,同时具有体积小, 重量轻,可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机的所有优点,是当今最理想的调速电机.比拟:直流电机具有优良的启动特性和调速特性,但造价较高;交流电机造价低,电源方便,但启动特性和调速特性稍差;4、无刷直流电机与交流伺服电机直流无刷电机:无刷直流电机感应反电动势也是梯形波的.无刷直流电机的限制需要位置信息反应,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术, 构成自控式的调速系统.限制时各相电流也尽量限制成方波,逆变器输出电压根据有刷直流电机PWM 的方法进行限制即可.本质上,无刷直流电机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴.交流伺服电机:通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子,感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供.永磁同步电机限制系统常采用自控式,也需要位置反应信息,可以采用矢量限制〔磁场定向限制〕或直接转矩限制的先进限制方式.区别:方波和正弦波限制导致的设计理念不同.最后明确一个概念,无刷直流电机的所谓“直流变频〞实质上是通过逆变器进行的交流变频,从电机理论上讲,无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似,应该归类为交流永磁同步伺服电机;但习惯上被归类为直流电机,由于从其限制和驱动电源以及限制对象的角度看,称之为“无刷直流电机〞也算是适宜的.四、电机调速1、直流电机调速:转子电路串联电阻〔短时调速〕、转子电路电压〔广泛应用,调节范围0—基速〕、改变磁通〔只能提升转速,基速以上,恒功率调速〕〔1〕电压调速:可控电源调速、PWM 〔脉宽调制〕调速〔广泛应用〕与老式的可控直流电源调速系统相比,PWM调速系统有以下优点:a、采用全控型器件的PWM调速系统,其脉宽调制电路的开关频率高,因此系统的频带宽,响应速度快,动态抗扰水平强.b、由于开关频率高,仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,同时电动机的损耗和发热都较小.c、PWM系统中,主电路的电力电子器件工作在开关状态,损耗小,装置效率高,而且对交流电网的影响小,没有晶闸管整流器对电网的“污染〞, 功率因数高,效率高.d、主电路所需的功率元件少,线路简单,限制方便.目前,受到器件容量的限制,PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统.国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速2、交流电机调速:〔1〕三相异步电动机:a、变极对数调速方法:改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数到达调速目的. 特点:具有较硬的机械特性,稳定性良好;无转差损耗,效率高;接线简单、限制方便、价格低;有级调速,级差较大,不能获得平滑调速;可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性.本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等.b、变频调速:改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法.变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流一直流一交流变频器和交流一交流变频器两大类,目前国内大都使用交一直一交变频器.其特点:效率高,调速过程中没有附加损耗;应用范围广,可用于笼型异步电动机;调速范围大,特性硬,精度高;技术复杂,造价高,维护检修困难.本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合.c、串级调速:绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,到达调速的目的.根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70%—90% 的生产机械上;调速装置故障时可以切换至全速运行,预防停产;晶闸管串级调速功率因数偏低, 谐波影响较大.本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用.九串入附加电阻:绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行.串入的电阻越大,电动机的转速越低.此方法设备简单,限制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上.属有级调速,机械特性较软.e、定子调压调速:由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻.为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反应限制以到达自动调节转速目的.调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种.晶闸管调压方式为最正确.调压调速的特点:调压调速线路简单,易实现自动限制;调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低.调压调速一般适用于100KW 以下的生产机械.f、电磁调速:特点:装置结构及限制线路简单、运行可靠、维修方便;调速平滑、无级调速;对电网无谐影响;速度失大、效率低.本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械.g、液力耦合器调速:特点:功率适应范围大,可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要;结构简单,工作可靠,使用及维修方便,且造价低;尺寸小,能容大;限制调节方便,容易实现自动限制.本方法适用于风机、水泵的调速.〔2〕单相异步电动机:〔和力矩电机相比,它恒转矩;和变频电机相比它不节能;和直流电机相比,它限制的精度低;〕单相异步电动机和三相异步电动机一样,它的转速调节较困难.如采用变频调速那么设备复杂、本钱高.为此一般只进行有极调速,主要的调速方法有:a、串电抗器调速(降压调速):将电抗器与电动机定子绕组串联,利用电抗器上产生的压降使加到电机定子绕组上的电压低于电源电压,从而到达降低电动机转速的目的.此种调速方法,只能是由电机的额定转速往低调.多用在吊扇及台扇上.b、电动机绕组内部抽头调速:通过调速开关改变中间绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法,从而到达改变电动机内部气隙磁场的大小,到达调节电动机转速的目的.有L型和T型两种接法.c、交流晶闸管调速:利用改变晶闸管的导通角,来实现调节加在单相电动机上的交流电压的大小,从而到达调速的目的.此方法可以实现无级调速,缺点是有一些电磁干扰.常用于电风扇的调速上.五、电机启动1、直流电机启动(1)启动方法直接合闸起动:直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动.由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小,而转动体具有一定的机械惯性,起动的开始阶段电流很大最大可达额定电流的15〜20倍.由于电动机启动电流很大,所以启动转矩大,电动机启动迅速,但这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花.它只适用于功率不大于4千瓦小型电动机,如家用电器中的直流电机.串电阻起动:在启动时将一组启动电阻?串人电枢回路,以限制启动电流,而当转数上升到额定转数后,再把启动变阻器从电枢回路中切除.启动电流小,但是变阻器比拟笨重,启动过程中要消耗很多的能量.降电压起动:在启动时通过暂时降低电动机供电电压的方法来限制启动电濡要有一套可变电压的直流电源,这种方法只适合于大功率直流电机.〔2〕启动转矩直流电机的起动转矩由你自己设定,假设全压直接起动,可以到达额定转矩的多倍,这样将使机械损毁,所以必须参加启动电阻以减少起动电流从而减少起动转矩,一般参加的启动电阻使起动转矩为额定转矩的2-2.5倍左右,这样电机及机械可以承受,启动过程也能加快.2、交流电机启动〔1〕启动方法全压启动:在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下,可以考虑采用全压直接起动.优点是操纵限制方便,维护简单,而且比拟经济.主要用于小功率电动机的起动,从节约电能的角度考虑,大于11kw的电动机不宜用此方法.自耦减压起动:利用自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载起动的需要,又能得到更大的起动转矩,是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式.它的最大优点是起动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,起动转矩可达直接起动时的64%.并且可以通过抽头调节起动转矩. 至今仍被广泛应用.Y-A起动:正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机,在起动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,降低起动电流,减轻对电网的冲击.起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3.适用于无载或者轻载起动的场合.同任何别的减压起动器相比拟,其结构最简单,价格也最廉价.除此之外,当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行,这样能使电动机的效率有所提升,并节约了电力消耗.软起动器:利用可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动,起动效果好但本钱较高.可控硅工作时谐波干扰较大,对电网有一定的影响.另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通,特别是同一电网中有多台可控硅设备时.因此可控硅元件的故障率较高,由于涉及到电力电子技术, 因此对维护技术人员的要求也较高.变频器:由于涉及到电力电子技术,微机技术,因此本钱高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度限制要求高的领域.总之,星三角起动,自藕减压起动因其本钱低,维护相对软起动和变频限制容易,目前在实际运用中还占有很大的比重.但因其采用分立电气元件组装,限制线路接点较多,在其运行中,故障率相比照拟高.〔2〕启动转矩启动转矩表征了电动机的启动水平,启动转矩大于额定转矩,一般电机样板上标有两者的关系〔倍数〕,一般2倍左右,它与启动方式有关〔如星三角起动,变频调速起动等〕,直接起动鼠笼式一般为额定力矩的0.8到2.2倍.通常起动转矩为额定转矩的125%以上.与之对应的电流称为起动电流,通常该电流为额定电流的6倍左右.一般自耦变压器的抽头有65%和80%两组,需要较大启动转矩时接80%,否那么接65%;六、电机制动1、反接制动:在电机断开电源后,在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源,加快电机的减速.反接制动有一个最大的缺点:当电机转速为0时,如果不及时撤除反相后的电源,电时机反转.因此, 不允许反转的机械,如一些车床等,制动方法就不能采用反接制动了,而只能采用能耗制动或机械制动.2、能耗制动:定子绕组中通以直流电,从而产生一个固定不变的磁场,转子按旋转方向切割磁力线,产生一个制动力矩.由于是在定子绕组中通以直流电来制动,因而能耗制动又叫直流注入制动.在一些要求制动时间短和制动效果好的场合,一般不使用此制动方法.3、再生制动:当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时,转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反,电机处于制动状态.此时,可以采取一定的举措把产生的电能回馈给电网, 因此,再生制动也叫发电制动.再生制动会出现在以下两种场合:1、起重机重物下降时,电机转子在重物重力的手动下,转子的转速有可能超过同步转速,此时,电机处于再生制动状态.2、变频调速时,当变频器把频率降低时,同步转速也随之降低.但转子转速由于负载惯性的作用,不会马上降低,此时,电机也会处于再生制动状态,直至拖动系统的速度也下降为止.4、机械制动采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法.如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器.七、伺服电机1、直流伺服电机与直流无刷电机直流无刷电机和直流伺服电机是2类,概念上不存在交集.简言之:直流伺服电机特指直流有刷电机.无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定.限制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以正弦波换相.电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境.2、交流伺服电机与直流伺服电机直流伺服电机:就是把直流电机加上编码器形成闭环限制,电机通过改变电的大小来改变电机的扭矩、速度等参数.直流伺服电机的结构和普通直流电机差不多,只是直流电机为满足低惯量采用细长电枢,盘形或空心杯的,或者改成了永磁电机,是最理想的调速系统,这就导致直流伺服电机比拟容易实现调速,限制精度较高.缺点是直流伺服电机有碳刷,容易造成电机的磨损,而且维护本钱高操作麻烦.交流伺服电机:是交流电机的一种,通过伺服驱动器的矢量限制理论限制电机的扭矩,速度、位置等等,交流伺服电机的转子电阻一般很大,这样可以预防自转,当限制电压消失后,由于有励磁电压,此时的交流伺服电机中会有脉振磁动势,交流伺服就是是一种带编码器的同步电机,效果比直流伺服稍微差一点,但维护方便.缺点是价格高、精度没直流的好!推荐使用交流伺服电机, 直流伺服电机太热,限制精度不好,使用寿命短.永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比拟,主要优点有:⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低.⑵定子绕组散热比拟方便.⑶ 惯量小,易于提升系统的快速性波纹管联轴器.⑷适应于高速大力矩工作状态. ⑸同功率下有较小的体积和重量.八、步进电机。
常用单相电动机种类及特性在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。
交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。
一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后,电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子,从而使转子产生电动势,并相互作用而形成转矩,使转子转动。
但单相交流感应电动机,只能产生极性和强度交替变化的磁场,不能产生旋转磁场,因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场,转子才能转动,所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。
1.分相启动式电动机分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。
该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。
两个绕组相差一个很大的相位角,使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些,因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。
这个旋转磁通切割转子上的导体,使转子导体感应一个较大的电流,电流所产生的磁通与定子磁通相互作用,转子便产生启动转矩。
当电机一旦启动,转速上升至额定转速70%时,离心开关脱开副绕组即断电,电机即可正常运转。
2.罩极式电动机罩极式单相交流电动机,它的结构简单,其电气性能略差于其他单相电机,但由于制作成本低,运行噪声较小,对电器设备干扰小,所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。
罩极式电动机只有主绕组,没有副绕组(启动绕组),它在电机定子的两极处各设有一副短路环,也称为电极罩极圈。
当电动机通电后,主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流,从而使磁极上被罩部分的磁场,比未罩住部分的磁场滞后些,因而磁极构成旋转磁场,电动机转子便旋转启动工作。
罩极式单相电动机还有一个特点,即可以很方便地转换成二极或四极转速,以适应不同转速电器配套使用。
3.电容式启动电动机该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。
电动机的种类及其优缺点(一)目的意义为了了解电动机的种类以及根据种类及其优缺点在现实应用中更加合理经济的选择电动机。
(二)电动机的划分1.按工作电源种类划分电动机:(1)直流电动机:无刷直流电动机铝镍钴永磁直流电动机有刷直流电动机:永磁直流电动机:稀土永磁直流电动机铁氧体永磁直流电动机电磁直流电动机:串励直流电动机并励直流电动机他励直流电动机复励直流电动机(2)交流电动机:单相电动机三相电动机按结构和工作原理划分电动机:(1)直流电动机(2)异步电动机:感应电动机:单相异步电动机三相异步电动机罩极异步电动机交流换向器电动机:单向串励电动机交直流两用电动机推斥电动机(3)同步电动机:永磁同步电动机磁阻同步电动机磁滞同步电动机按启动与运行方式划分电动机:电容启动式单相异步电动机电容运转式单相异步电动机电容启动运转式单相异步电动机分项式单相异步电动机按转子的结构划分电动机:鼠笼式异步电动机绕线型异步电动机按用途划分电动机:驱动用电动机:电动工具用电动机家用电动机通用小型机械设备用电动机控制用电动机:步进电动机伺服电动机按运转速度划分电动机:(1)低速电动机:齿轮减速电动机电磁减速电动机力矩电动机(2)高速电动机:爪极电动机(3)恒速电动机:有极恒速电动机无极恒速电动机(4)调速电动机:有极变速电动机无极变速电动机电磁调速电动机直流调速电动机Pwm调速电动机开关磁阻调速电动机按电机结构尺寸分类,可将电机分为大型、中型、小型1)16号机座及以上,或机座中心高大于630mm,或者定子铁心外径大于990mm的,属于大型电动机。
2)11~15号机座,或机座中心高在355mm~630mm,或者定子铁心外径在560~990mm之间的,的属于中型电动机;3)10号及以下机座,机座中心高在80mm~315mm,或者定子铁心外径在125~560mm之间的,属于小型电动机;(三)部分电动机的优缺点1.永磁同步电动机特点:永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
单相异步电动机的基本知识一、单相电动机的特点及应用利用单相交流电源供电的异步电动机称为单相异步电动机。
与同功率的三相异步电动机相比,单相异步电动机的体积较大,运行性能较差。
因此单相异步电动机一般只制成小型和微型系列,功率由几瓦,几十瓦到儿百瓦,功率在千瓦以上的非常少见。
表3-1,表3 -2列出了此类小功率电动机的性能特点及应用。
二、单相异步电动机的工作原理单相异步电动机定子是单相供电,当定子统组通入正弦交流电时,产生一个随电流波形的变化作同步变化的脉振磁场。
某一瞬间脉振磁场的方向如图3-1中的虚线所示。
这样的脉振磁场,可以分解为大小相等、转速相同但转向相反的两个旋转磁场,通常把逆时针方向旋转的磁场称为正序磁场,把顺时针方向旋转的磁场称为负序磁场.当转子静止不动时,这两个大小相等,、方向相反的磁场在转子上感应出的电流也是大小相等方向相反。
这两个电流和其对应的旋转磁场相互作用而产生的正、负序转矩也大小相等、方向相反,其合成转矩为零,因此,电动机不能启动,当外力推动转子之后,转子电流对定子正、负序旋转磁场的去磁作用不同,而使气隙中的合成磁场成为椭圆旋转磁场,对转子产生异步转矩,使转子继续转动。
为了使单相异步电动机无需外力推动而自行启动,就必须采取一些特别措施,以使电动机启动时能在气隙中形成一个旋转磁场。
由电磁感应原理可知,当两个磁通的空间位置不同、在时间上又有相位差时就会产生旋转磁场,通常使用的方法有两种,这样单相异步电动机就分为分相式电动机和罩式电动机两大类。
三、分相式单相异步电动机1.分相式单相异步电动机的工作特点分相式单相异步电动机是一种结构简单、应用范围较广的单相电动机,可分为电阻分相启动电动机、电容分相启动电动机和电感分相启动电动机,如图3-2、图3-3、图3-4所示。
它们的构造基本相同,所不同的是,为了取得相位移而使用不同分相元件。
电容分相性能虽优,但由于有了启动电容器而增加了成本; 电阻分相的成本低,可采用串入电阻和减小启动绕组的导线截面,使两个绕组的电抗和电阻不同来获得分相效果分相式单相异步电动机的启动绕组与工作绕组在空间上互差90℃角度,由于启动绕组中串有电阻或电容器,当绕组通人单相交流电压时,形成两个绕组磁通的相位差,从而使之产生旋转磁场,电动机开始启动。
hev常用电机的种类1.引言1.1 概述概述:hev常用电机的种类是一篇介绍hev电动汽车常用电机种类的文章。
在这篇文章中,我们将主要介绍包括交流电机、直流电机、步进电机以及无刷直流电机在内的常见hev电动汽车电机种类。
这些电机种类在hev车辆中起到至关重要的作用,驱动车辆前进,提供动力和效能。
通过了解这些电机的工作原理和特点,将有助于我们更好地理解hev车辆的动力系统,为未来的hev技术发展提供更多的可能性。
在接下来的文章中,我们将详细介绍每种类型的电机。
首先,我们将讨论交流电机,它是使hev车辆具备高效的动力输出和充电功能的主要电机类型。
交流电机具有简单而可靠的结构,能够提供高转矩和高功率输出,同时具备良好的适应性和可调节性。
其次,我们将介绍直流电机,这是应用广泛且历史悠久的电机类型。
直流电机通过直接控制电流方向和大小来实现转动,具有较高的可调节性和控制性能。
在hev车辆中,直流电机通常用于辅助动力需求和低速驱动。
接着,我们将深入探讨步进电机,这是一种特殊的电机类型,具有精确的步进控制和定位能力。
步进电机在hev车辆中常用于精确的位置控制和转向系统,其精准性和可靠性使其成为hev车辆中不可或缺的一部分。
最后,我们将介绍无刷直流电机,这是一种高效能和低维护成本的电机类型。
无刷直流电机通过电子控制器来调节电流和转速,具有高效能和低能量损耗的优势。
在hev车辆中,无刷直流电机被广泛应用于驱动和动力传输系统,提供稳定和高效的动力输出。
通过了解这些hev常用电机的种类和特点,我们将深入了解hev车辆的关键技术和动力系统。
同时,我们也能够为未来hev技术的发展提供更多的思考和探索空间。
在接下来的文章中,我们将详细讨论每种电机的工作原理、优势和应用领域,以及未来hev技术的发展趋势。
希望通过本文的阅读,读者能够对hev车辆的动力系统有更深入的了解,并对未来hev 技术的发展充满期待。
1.2文章结构文章结构的目的是为了让读者对整篇文章的内容有一个清晰的了解和整体把握。
单相异步电动机的原理、功用和分类单相异步电动机由单相电源供电,运用便当,广泛运用于家电、电动东西、医疗器械中。
单相异步电动机的构造单相电机只做成小容量的。
单相异步电动机的定子上有主、副绕组,其间主绕组为单相作业绕组,副绕组为辅佐主张绕组。
转子是通常的鼠笼转子。
依据两个定子绕组的散布及供电状况的纷歧样,能够发作纷歧样的主张和作业功用。
单相异步电动机类型有:(1)单相电阻分相(主张)异步电动机;(2)单相电容分相(主张)异步电动机;(3)单相电容作业异步电动机;(4)单相电容主张兼作业异步电动机;(5)单相罩极式异步电动机。
一.单相异步电动机的构造单相异步电动机通常只做成小容量的。
定子铁心的槽内嵌有主、副绕组,其间主绕组为单相作业绕组;副绕组为辅佐主张绕组。
副绕组在电机作业时能够存在也能够撤消(仰仗于离心开关)。
子是通常的鼠笼转子。
二.单相异步电动机的原理1.一相定子绕组(又名单绕组)通电时的机械特性单相异步电动机定子绕组上有两个沟通散布绕组(通常相差90电视点),主绕组m和副绕组a。
当主绕组m相通入单相正弦沟通电流时,将会发作正弦散布的基波脉振磁势。
fj(x,t)=FjsinwtcosX=(1/2)Fjsin(wt-x)+(1/2)Fjsin(wt+x)=F++F-这是两个圆形旋转磁势,他们能够别离在异步电动机中发作电磁转矩。
所以主绕组通电时电机中的电磁转矩为这两个旋转磁势发作的电磁转矩的叠加。
F+发作T+=f(s),F-发作T-=f(s),电动机机械特性为T=T++T-。
一相通电时,F+和F-幅值持平,转向相反,对应T+和T-也有关于原点对称。
由构成的T=f(s)曲线可知,即单绕组异步电动机的定论:(1)开始主张转矩为零;(2)没有固定转向;(3)因为负序转矩的存在,其功用较通常的三相异步电动机的功用差;(4)志向空载状况也达不到同步速。
2.两相定子绕组通电时的机械特性当单相异步电动机的主(m)绕组和副(a)绕组流过纷歧样相位的两相电流时,可发作旋转磁势F1。
单相电机和两相电机的区别单相电机和两相电机是我们生活中常见的两种电机类型,它们在结构和工作原理上有一些明显的区别。
了解这些区别对于正确选择和使用电机至关重要。
结构差异单相电机通常由一个固定的绕组和一个移动的转子组成。
在单相电机中,只有单相电流通过绕组,因此只能产生单相磁场,这就是为什么单相电机通常启动困难的原因。
与之不同的是,两相电机由两个电流相位分别通过两个绕组,这样可以形成两相磁场。
两相电机依靠这两个磁场之间的相互作用来产生旋转力。
启动方式单相电机的启动方式不同于两相电机。
单相电机通常需要使用启动电容器或起动线圈来增加起动扭矩,以克服启动困难。
这些辅助设备在启动后会自动脱离电路。
两相电机的启动方式相对简单,不需要额外的设备。
只需施加相应的电流即可启动电机。
转矩特性单相电机的转矩特性在工作过程中会有所变化。
在启动阶段,单相电机的转矩较低,随着电流的增加,转矩也逐渐增大,达到额定电流时转矩达到最大值。
但是,单相电机的转矩仍然相对较低,适合一些小功率的应用场景。
两相电机在工作过程中的转矩特性相对稳定,转矩一般比单相电机要高。
这使得两相电机可以适用于较大功率的应用场景。
用途由于单相电机结构简单、制造成本低,主要应用于一些低功率的家用电器和辅助设备,如风扇、洗衣机等。
两相电机由于具有较高的转矩和功率输出,主要应用于一些要求较高转矩和稳定性能的工业领域,如工厂、大型机器等。
总结单相电机和两相电机在结构、启动方式、转矩特性和用途上存在一些明显的区别。
对于正确选择和使用电机,了解这些区别是非常重要的。
在家庭生活中,我们常用到的一些小型电器多采用单相电机,而在工业领域,大部分情况下会使用两相电机。
因此,在选购电机时,我们应该根据实际需求来选择适合的电机类型。
最后,我们需要注意的是,在使用电机时要注意安全,遵循相关的使用规范和操作要求,以确保电机的正常运行和使用寿命。
常用单相电动机种类及特性
在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。
交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电动机及交直流电动机等类型。
一般的三相交流感应电动机在接通三相交流电后,电机定子绕组通过交变电流后产生旋转磁场并感应转子,从而使转子产生电动势,并相互作用而形成转矩,使转子转动。
但单相交流感应电动机,只能产生极性和强度交替变化的磁场,不能产生旋转磁场,因此单相交流电动机必须另外设计使它产生旋转磁场,转子才能转动,所以常见单相交流电机有分相启动式、罩极式、电容启动式等种类。
1.分相启动式电动机
分相式电动机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调等家用电器中。
该电机有一个鼠笼式转子和主、副两个定子绕组。
两个绕组相差一个很大的相位角,使副绕组中的电流和磁通达到最大值的时间比主绕组早一些,因而能产生一个环绕定子旋转的磁通。
这个旋转磁通切割转子上的导体,使转子导体感应一个较大的电流,电流所产生的磁通与定子磁通相互作用,转子便产生启动转矩。
当电机一旦启动,转速上升至额定转速70%时,离心开关脱开副绕组即断电,电机即可正常运转。
2.罩极式电动机
罩极式单相交流电动机,它的结构简单,其电气性能略差于其他单相电机,但由于制作成本低,运行噪声较小,对电器设备干扰小,所以被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。
罩极式电动机只有主绕组,没有副绕组(启动绕组),它在电机定子的两极处各设有一副短路环,也称为电极罩极圈。
当电动机通电后,主磁极部分的磁场产生的脉动磁场感应短路而产生二次电流,从而使磁极上被罩部分的磁场,比未罩住部分的磁场滞后些,因而磁极构成旋转磁场,电动机转子便旋转启动工作。
罩极式单相电动机还有一个特点,即可以很方便地转换成二极或四极转速,以适应不同转速电器配套使用。
3.电容式启动电动机
该类电动机可分为电容分相启动电机和永久分相电容电机。
这种电机结构简单、启动快速、转速稳定,被广泛应用在电风扇、排风扇、抽油烟机等家用电器中。
电容分相式电动机在定子绕组上设有主绕组和副绕组(启动绕组),并在启动绕组中串联大容量启动电容器,使通电后主、副绕组的电相角成90°,从而能产生较大的启动转矩,使转子启动运转。
对于永久分相电容电动机来说,其串接的电容器,当电机在通电启动或者正常运行时,均与启动绕组串接。
由于永久分相电机其启动的转矩较小,因此很适于排风机、抽风机等要求启动力矩低的电器设备中应用。
电容式启动电动机,由于其运行绕组分正、反相绕制设定,所以只要切换运行绕组和启动绕组的串接方向,即可方便实现电机逆、顺方向运转。
4.交、直流两用电动机
一般常用单相交流电动机,在交流50Hz电源中运行时,电动机转速较高的也只能达每分钟3000转。
而交直流两用电动机在交流或直流供电下,其电机转速可高达20000转,同时其电机的输出启动力矩也大,所以尽管电机体积小,但由于转速高输出功率大,因此交直流两用电动机在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中得以应用。
交、直流两用电动机的内在结构与单纯直流电机无大差异,均由电机电刷经换向器将电流输入电枢绕组,其磁场绕组与电枢绕组构成串联形式。
为了充分减少转子高速运行时电刷与换向器间产生的电火花干扰,而将电机的磁场线圈制成左右两只,分别串联在电枢两侧。
两用电机的转向切换很方便,只要切换开关将磁场线圈反接,即能实现电机转子的逆转或顺转。
在家用电器电机类中还有一种直流微型电动机。
该电机在录音机、随身听、录像机、打印机、传真机等家用电器中广泛应用。
直流微型电机由于定子绕组和转子绕组之间的串接形式不同,又可分为并激、串激、复激等几种类别。
应用在家用电器中的电机,其定子绕组的转子,绕组之间的串接一般采用并激形式,即电机的定子磁场线圈与电枢绕组线圈并联后接到电源上。
当通电后电机可保持磁场恒定,并利用电枢电路控制电机转速。
这种直流电机的最大特点是当负载产生波动变化时,电机的转速保持定速状态。
此外,在直流电动机中还有一种结构更为简单、用在玩具上的电机,这种电机是用永久磁铁作固定磁场的电动机,在电子玩具、电动剃须刀、微型按摩器等日用小电器中得以广泛应用。
按其功能可分为驱动电动机和控制电动机;按电能种类分为直流电动机和交流电动机;从电动机的转速与电网电源频率之间的关系来分类可分为同步电动机与异步电动机;按电源相数来分类可分为单相电动机和三相电动机;按防护型式可分为开启式、防护式、封闭式、隔爆式、防水式、潜水式;按安装结构型式可分为卧式、立式、带底脚、带凸缘等;按绝缘等级可分为E级、B级、F级、H级等。
或者
1.按工作电源分类根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2.按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。
有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。
电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。
永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。
3.按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式电动机、电容盍式电动机、电容起动运转式电动机和分相式电动机。
4.按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5.按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。
6.按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。
调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无极变速电动机外,还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机在家用电器设备中,常配有小型单相交流感应电动机。
交流感应电动机因应用类别的差异,一般可分为分相式电动机、电容启动式电动机、永久分相式电容电动机、罩极式电动机、永磁直流电机及交直流电动机等类型。