名廠解說:細數那些電機的分類及應用
發布時間:2015-08-20 責任編輯:echolady
【導讀】zairenmenderichangshenghuozhong,libukaidianji。dianjiweishiyingguangdaxingyedexuqiushejichuhenduogezhonglei,lirusifudianji,sifudianjixiahaiyouganyingsifujiyongcitongbusifu。benwenjiuxiangxijieshaoxiadeshiguanyudianjidefenleijixiangyingdeyingyong。
zhongsuozhouzhi,dianjishichuandongyijikongzhixitongzhongdezhongyaozuchengbufen,suizhexiandaikexuejishudefazhan,dianjizaishijiyingyongzhongdezhongdianyijingkaishicongguoqujiandandechuandongxiangfuzadekongzhizhuanyi;尤其是對電機的速度、位置、zhuanjudejingquekongzhi。dandianjigenjubutongdeyingyonghuiyoubutongdeshejihequdongfangshi,zakanxiahaoxiangxuanxingfeichangfuza,yinciweilerenmengenjuxuanzhuandianjideyongtu,jinxinglejibendefenlei。xiamianwomenjiangzhubujieshaodianjizhongzuiyoudaibiaoxing、最常用、最基本的電機——控製電機和功率電機以及信號電機。

控製電機
控製電機主要是應用在精確的轉速、位置控製上,在控製係統中作為“執行機構”。可分成伺服電機、步進電機、力矩電機、開關磁阻電機、直流無刷電機等幾類。
1.伺服電機
伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong),能(neng)將(jiang)輸(shu)入(ru)的(de)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)為(wei)電(dian)機(ji)軸(zhou)上(shang)的(de)機(ji)械(xie)輸(shu)出(chu)量(liang),拖(tuo)動(dong)被(bei)控(kong)製(zhi)元(yuan)件(jian),從(cong)而(er)達(da)到(dao)控(kong)製(zhi)目(mu)的(de)。一(yi)般(ban)地(di),伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)要(yao)求(qiu)電(dian)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)要(yao)受(shou)所(suo)加(jia)電(dian)壓(ya)信(xin)號(hao)的(de)控(kong)製(zhi);轉速能夠隨著所加電壓信號的變化而連續變化;轉矩能通過控製器輸出的電流進行控製;電機的反映要快、體積要小、控製功率要小。伺服電機主要應用在各種運動控製係統中,尤其是隨動係統。
伺si服fu電dian機ji有you直zhi流liu和he交jiao流liu之zhi分fen,最zui早zao的de伺si服fu電dian機ji是shi一yi般ban的de直zhi流liu電dian機ji,在zai控kong製zhi精jing度du不bu高gao的de情qing況kuang下xia,才cai采cai用yong一yi般ban的de直zhi流liu電dian機ji做zuo伺si服fu電dian機ji。當dang前qian隨sui著zhe永yong磁ci同tong步bu電dian機ji技ji術shu的de飛fei速su發fa展zhan,絕jue大da部bu分fen的de伺si服fu電dian機ji是shi指zhi交jiao流liu永yong磁ci同tong步bu伺si服fu電dian機ji或huo者zhe直zhi流liu無wu刷shua電dian機ji。
2.步進電機
所謂步進電機就是一種將電脈衝轉化為角位移的執行機構;更通俗一點講:當dang步bu進jin驅qu動dong器qi接jie收shou到dao一yi個ge脈mai衝chong信xin號hao,它ta就jiu驅qu動dong步bu進jin電dian機ji按an設she定ding的de方fang向xiang轉zhuan動dong一yi個ge固gu定ding的de角jiao度du。我wo們men可ke以yi通tong過guo控kong製zhi脈mai衝chong的de個ge數shu來lai控kong製zhi電dian機ji的de角jiao位wei移yi量liang,從cong而er達da到dao精jing確que定ding位wei的de目mu的de;同時還可以通過控製脈衝頻率來控製電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。目前,比較常用的步進電機包括反應式步進電機(VR)、永磁式步進電機(PM)、混合式步進電機(HB)和單相式步進電機等。
步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)和(he)普(pu)通(tong)電(dian)機(ji)的(de)區(qu)別(bie)主(zhu)要(yao)就(jiu)在(zai)於(yu)其(qi)脈(mai)衝(chong)驅(qu)動(dong)的(de)形(xing)式(shi),正(zheng)是(shi)這(zhe)個(ge)特(te)點(dian),步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)可(ke)以(yi)和(he)現(xian)代(dai)的(de)數(shu)字(zi)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)相(xiang)結(jie)合(he)。但(dan)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)在(zai)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)、速度變化範圍、低速性能方麵都不如傳統閉環控製的直流伺服電機;所以主要應用在精度要求不是特別高的場合。由於步進電機具有結構簡單、可靠性高和成本低的特點,所以步進電機廣泛應用在生產實踐的各個領域;尤其是在數控機床製造領域,由於步進電機不需要A/D轉換,能夠直接將數字脈衝信號轉化成為角位移,所以一直被認為是最理想的數控機床執行元件。
chulezaishukongjichuangshangdeyingyong,bujindianjiyekeyiyongzaiqitadejixieshang,biruzuoweizidongsongliaojizhongdemada,zuoweitongyongderuanpanqudongqidemada,yekeyiyingyongzaidayinjihehuituyizhong。
此外,步進電機也存在許多缺陷;由於步進電機存在空載啟動頻率,所以步進電機可以低速正常運轉,但若高於一定速度時就無法啟動,並伴有尖銳的嘯叫聲;不同廠家的細分驅動器精度可能差別很大,細分數越大精度越難控製;並且,步進電機低速轉動時有較大的振動和噪聲。
3.力矩電機
所謂的力矩電機是一種扁平型多極永磁直流電機。其電樞有較多的槽數、換向片數和串聯導體數,以降低轉矩脈動和轉速脈動。力矩電機有直流力矩電機和交流力矩電機兩種。
其中,直流力矩電機的自感電抗很小,所以響應性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉子的速度和位置無關;takeyizaijiejinduzhuanzhuangtaixiazhijiehefuzailianjiedisuyunxingerbuyongchilunjiansu,suoyizaifuzaidezhoushangnengchanshenghengaodelijuduiguanxingbi,bingnengxiaochuyouyushiyongjiansuchilunerchanshengdexitongwucha。
交jiao流liu力li矩ju電dian機ji又you可ke以yi分fen為wei同tong步bu和he異yi步bu兩liang種zhong,目mu前qian常chang用yong的de是shi鼠shu籠long型xing異yi步bu力li矩ju電dian機ji,它ta具ju有you低di轉zhuan速su和he大da力li矩ju的de特te點dian。一yi般ban地di,在zai紡fang織zhi工gong業ye中zhong經jing常chang使shi用yong交jiao流liu力li矩ju電dian機ji,其qi工gong作zuo原yuan理li和he結jie構gou和he單dan相xiang異yi步bu電dian機ji的de相xiang同tong,但dan是shi由you於yu鼠shu籠long型xing轉zhuan子zi的de電dian阻zu較jiao大da,所suo以yi其qi機ji械xie特te性xing較jiao軟ruan。
4.開關磁阻電機
開kai關guan磁ci阻zu電dian機ji是shi一yi種zhong新xin型xing調tiao速su電dian機ji,結jie構gou極ji其qi簡jian單dan且qie堅jian固gu,成cheng本ben低di,調tiao速su性xing能neng優you異yi,是shi傳chuan統tong控kong製zhi電dian機ji強qiang有you力li競jing爭zheng者zhe,具ju有you強qiang大da的de市shi場chang潛qian力li。但dan目mu前qian也ye存cun在zai轉zhuan矩ju脈mai動dong、運行噪聲和振動大等問題,需要一定時間去優化改良以適應實際的市場應用。
5.無刷直流電機
無刷直流電機(BLDCM)是在有刷直流電機的基礎上發展來的,但它的驅動電流是不折不扣的交流;無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷力矩電機。一般地,無刷電機的驅動電流有兩種,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,後一種叫交流伺服電機,確切地講也是交流伺服電機的一種。
無刷直流電機為了減少轉動慣量,通常采用“細長”的結構。無刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多,相應的轉動慣量可以減少40%—50%左右。由於永磁材料的加工問題,致使無刷直流電機一般的容量都在100kW以下。
zhezhongdianjidejixietexinghetiaojietexingdexianxingduhao,tiaosufanweiguang,shoumingchang,weihufangbianzaoshengxiao,bucunzaiyindianshuaeryinqideyixiliewenti,suoyizhezhongdianjizaikongzhixitongzhongyouhendadeyingyongqianli。
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