直流电动机与交流电动机

直流电动机与交流电动机的比较

摘要：经济的发展在提升人们生活质量的同时，资源消耗量也在升高，人们的需求量以及对资源的要求也在发生着改变。电力，作为新时代应用范围最广，同时也是人们日常生活中接触最多的资源。目前，电力应用在各种电器设备上主要有两种电力类型，分别是直流电与交流电，对应产生的两种类型的电动机也分为直流电动机与交流电动机，无论是在日常生活中还是工程施工环节，这两种电动机都较为常见。本文简述了电动机的定义，并就直流电动机与交流电动机的差异做出了具体分析。

关键词：直流电动机；交流电动机；定义与差异

在我们的日常生活中，经常会见到电动机，其也是各类电气设备中最为常见的电子元件，是决定物质生活是否优秀的重要基础。电动机的应用就是将电能转化为机械能，根据不同需求电动机可以在不同的领域中发挥其独有的作用，对于人们的生产生活有着重要作用。电动机需求的电能主要有两种类型，直流电与交流电，对应的也可以分为直流电动机与交流电动机，应用效果虽然相同但无论是使用过程还是对应的实际需求都有着较大差异。为此，应在充分了解两种电动机的应用原理以及定义后，强化对电动机使用信息的了解，为电动机的后续发展打下坚实的基础。

一、电动机定义分析

电动机属于一种电磁设备，不仅能够将电能与机械能互相转换，同时也能够将输入的电压或电流转化为转轴角速度，电流信号在转化过程中可以将其作为角位移的输出元件。也正是由于电动机的诸多应用特点使得其在生活中被广泛应用，并且始终随着时代的发展在不断发展。另外，为了满足各行各业对电动机的需求，电动机也分为多个类型并且对应着不同的功能。无论是工业用途还是商业用途，都在逐步发展以开发出更多的功能，同时也是保证社会稳定发展的重要技术基础之一。

电源性质的不同使得电动机在应用环节上分为直流电动机与交流电动机，由于电动机的使用特点与特性，二者工作原理以及在各个地方的应用性能也有着较多的相似之处，但从整体来看，在实际应用的过程中不同类型电动机的使用依旧存在着较多的差异，这也是电动机功能效果表现不同的主要原因。因此，应仔细了解各种电动机的相同点与差异性，这样就能根据工作的实际情况选择合适的电动机从而最大程度的发挥出电动机的应用效果，以提升整体的应用性能。另外，科学合理的选择电动机也能避免资源的浪费，包括人力、物力以及时间等，保证使用者的最大利益。

直流电动机分类

直流电动机按结构及工作原理可划分：（1）无刷直流电动机和（2）有刷直流电动机。

（1）无刷直流电动机：无刷直流电动机是将普通直流电动机的定子与转子进行了互换。其转子为永久磁铁产生气隙磁通：定子为电枢，由多相绕组组成。在结构上，它与永磁同步电动机类似。无刷直流电动机定子的结构与普通的同步电动机或感应电动机相同．在铁芯中嵌入多相绕组(三相、四相、五相不等)．绕组可接成星形或三角形，并分别与逆变器的各功率管相连，以便进行合理换相。转子多采用钐钴或钕铁硼等高矫顽力、高剩磁密度的稀土料，由于磁极中磁性材料所放位置的不同．可以分为表面式磁极、嵌入式磁极和环形磁极。由于电动机本体为永磁电机，所以习惯上把无刷直流电动机也叫做永磁无刷直流电动机。

（2）有刷直流电动机可划分：（2.1）永磁直流电动机和（2.2）电磁直流电动机。

（2.1）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。

（2.1.1）稀土永磁直流电动机：体积小且性能更好，但价格昂贵，主要用于航天、计算机、井下仪器等。

（2.1.2）铁氧体永磁直流电动机：由铁氧体材料制成的磁极体,廉价，且性能良好，广泛用于家用电器、汽车、玩具、电动工具等领域。

（2.1.3）铝镍钴永磁直流电动机：需要消耗大量的贵重金属、价格较高，但对高温的适应性好，用于环境温度较高或对电动机的温度稳定性要求较高的场合。

（2.2）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。

（2.2.1）串励直流电动机：电流串联，分流，励磁绕组是和电枢串联的，所以这种电动机内磁场随着电枢电流的改变有显著的变化。为了使励磁绕组中不致引起大的损耗和电压降，励磁绕组的电阻越小越好，所以直流串励电动机通常用较粗的导线绕成，他的匝数较少。

交流电动机和直流电动机的工作原理

发布时间：10-08-12 来源： 点击量：25126 字段选择：大 中 小

(一) 交流电动机及其控制

交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单项异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机结构简单，运行可靠，成本低廉等优点，广泛应用于工农业生产中。

1. 三相异步电动机的基本结构

三相异步电动机的构造也分为两部分：定子与转子。

(1)定子：

定子是电动机固定部分，作用是用来产生旋转磁场。它主要由定子铁心、定子绕组和机座组成。

(2)转子：

转子是重点掌握的部分，转子有两种，鼠笼式与绕线式。掌握他们各自的特点与区别。鼠笼式用于中小功率(100k以下)的电动机，他的结构简单，工作可靠，使用维护方便。绕线式可以改善启动性能和调节转速，定子与转子之间的

气隙大小，会影响电动机的性能，一般气隙厚度为0.2-1.5mm之间。

掌握定子绕组的接线方法。

2. 三相异步电动机的工作原理

掌握公式n1=60f/P、S=(n1-n)/n1、n=(1-S)60f/P，同时明白它们的意义(很重要)，要能够灵活运用这些公式，进行计算。同时记住：通常电动机在额定负载下的转差率SN约为0.01-0.06。书上的例题要重点掌握。

3. 三相异步电动机铭牌上的数据

(1)型号：掌握书上的例子。

(2)额定值：一般了解，掌握额定频率和额定转速，我国的频率为50赫兹。 (3)连接方法：有Y型和角型。

(4)绝缘等级和温升：掌握允许温升的定义。

(5)工作方式：一般了解。

4. 三相异步电动机的机械特性

掌握额定转矩、最大转矩与启动转矩的关系。书上的公式要掌握并能灵活运用进行计算。同时记住以下内容：

(1)在等速转动时，电动机的转矩必须和阻转矩相平衡。

(2)当负载转矩增大时，最初瞬间电动机的转矩T(3)一般三相异步电动机的过载系数是1.8-2.2 .

1.3 直流力矩电动机

1.3.1 概述

在某些自动控制系统中， 被控对象的运动速度相对来说是比较低的。 例如某一种防空雷达天线的最高旋转速度为 90°/s， 这相当于转速15 r/min。 一般直流伺服电动机的额定转速为 1500 r/min或 3000 r/min， 甚至 6000 r/min， 这时就需要用齿轮减速后再去拖动天线旋转。但是齿轮之间的间隙对提高自动控制系统的性能指标很有害， 它会引起系统在小范围内的振荡和降低系统的刚度。 因此， 我们希望有一种低转速、 大转矩的电动机来直接带动被控对象。

直流力矩电动机就是为满足类似上述这种低转速、 大转矩负载的需要而设计制造的电动机。 它能够在长期堵转或低速运行时产生足够大的转矩， 而且不需经过齿轮减速而直接带动负载。 它具有反应速度快、 转矩和转速波动小、 能在很低转速下稳定运行、 机械特性和调节特性线性度好等优点。 特别适用于位置伺服系统和低速伺服系统中作执行元件，

也适用于需要转矩调节、 转矩反馈和一定张力的场合(例如在纸带的传动中)。

1.3.2 结构特点

直流力矩电动机的工作原理和普通的直流伺服电动机相同， 只是在结构和外形尺寸的比例上有所不同。 一般直流伺服电动机为了减少其转动惯量， 大部分做成细长圆柱形。 而直流力矩电动机为了能在相同的体积和电枢电压下产生比较大的转矩和低的转速， 一般做成圆盘状，电枢长度和直径之比一般为 0.2 左右； 从结构合理性来考虑， 一般做成永磁多极的。 为了减少转矩和转速的波动， 选取较多的槽数、 换向片数和串联导体数。

总体结构型式有分装式和内装式两种， 分装式结构包括定子、 转子和刷架三大部件，

机壳和转轴由用户根据安装方式自行选配； 内装式则与一般电机相同， 机壳和轴已由制造厂装配好。

图 1 - 28 直流力矩电动机的结构示意图

1.3.3 为什么直流力矩电动机转矩大、 转速低