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电机(机器安装)

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电机(英文:Electric machinery,俗称“马达”)是指根据电磁感到定律完成电能转换或通报的一种电磁安装。分为电念头(标记为M)和发电机(标记为G)。


分别

1.按事情电源品种分别:可分为直流电机和交换电机。

1)直流电念头按布局及事情原理可分别:无刷直流电念头和有刷直流电念头。

有刷直流电念头可分别:永磁直流电念头和电磁直流电念头。

电磁直流电念头分别:串励直流电念头、并励直流电念头、他励直流电念头和复励直流电念头。

永磁直流电念头分别:稀土永磁直流电念头、铁氧体永磁直流电念头和铝镍钴永磁直流电念头。

2)此中交换电机还可分别:单相电机和三相电机。

2.按布局和事情原理可分别:可分为直流电念头、异步电念头、同步电念头。

1)同步电机可分别:永磁同步电念头、磁阻同步电念头和磁滞同步电念头。

2)异步电机可分别:感到电念头和交换换向器电念头。

感到电念头可分别:三相异步电念头、单相异步电念头和罩极异步电念头等。

交换换向器电念头可分别:单相串励电念头、交直流两用电念头和推斥电念头。

3.按起动与运转方法可分别:电容起动式单相异步电念头、电容运转式单相异步电念头、电容起动运转式单相异步电念头和分相式单相异步电念头。

4.按用处可分别:驱动用电念头和控制用电念头。

1)驱动用电念头可分别:电开工具(包罗钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等东西)用电念头、家电(包罗洗衣机、电电扇、电冰箱、空调器、灌音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电念头及其他通用小型机器设置装备摆设(包罗种种小型机床、小型机器、医疗东西、电子仪器等)用电念头。

2)控制用电念头又分别:步进电念头和伺服电念头等。

5.按转子的布局可分别:笼型感到电念头(旧尺度称为鼠笼型异步电念头)和绕线转子感到电念头(旧尺度称为绕线型异步电念头)。

6.按运转速率可分别:高速电念头、低速电念头、恒速电念头、调速电念头。低速电念头又分为齿轮加速电念头、电磁加速电念头、力矩电念头和爪极同步电念头等。

调速电念头除可分为有级恒速电念头、无级恒速电念头、有级变速电念头和无级变速电念头外,还可分为电磁调速电念头、直流调速电念头、PWM变频调速电念头和开关磁阻调速电念头。

异步电念头的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。

同步电念头的转子转速与负载巨细有关而一直坚持为同步转速。


直流式

直流发电机的事情原理便是把电枢线圈中感到的交变电动势,靠换向器共同电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理。

感到电动势的偏向按右手定章确定(磁感线指向手心,大拇指指导游体活动偏向,其他四指的指向便是导体中感到电动势的偏向)。

直流电念头事情原理

导体受力的偏向用左手定章确定。这一对电磁力构成了作用于电枢一个力矩,这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩,转矩的偏向是逆时针偏向,希图使电枢逆时针偏向转动。假如此电磁转矩可以克制电枢上的阻转矩(比方由摩擦惹起的阻转矩以及别的负载转矩),电枢就能按逆时针偏向旋转起来。

直流电念头是依托直流事情电压运转的电念头,普遍使用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、电吹风、电子表、玩具等。


电磁式

电磁式直流电念头由定子磁极、转子(电枢)、换向器(俗称整流子)、电刷、机壳、轴承等组成,

电磁式直流电念头的定子磁极(主磁极)由死心和励磁绕组组成。依据其励磁(旧尺度称为激磁)方法的差别又可分为串励直流电念头、并励直流电念头、他励直流电念头和复励直流电念头。因励磁方法差别,定子磁极磁通(由定子磁极的励磁线圈通电后发生)的纪律也差别。

串励直流电念头的励磁绕组与转子绕组之间经过电刷和换向器相串联,励磁电流与电枢电流成反比,定子的磁通量随着励磁电流的增大而增大,转矩类似与电枢电流的平方成反比,转速随转矩或电流的增长而敏捷降落。其起动转矩可达额外转矩的5倍以上,短工夫过载转矩可达额外转矩的4倍以上,转速变革率较大,空载转速甚高(一样平常不容许其在空载下运转)。可经过用外用电阻器与串励绕组串联(或并联)、或将串励绕组并联换接来完成调速。

并励直流电念头的励磁绕组与转子绕组相并联,其励磁电流较恒定,起动转矩与电枢电流成反比,起动电流约为额外电流的2.5倍左右。转速则随电流及转矩的增大而略有降落,短时过载转矩为额外转矩的1.5倍。转速变革率较小,为5%~15%。可经过消弱磁场的恒功率来调速。

他励直流电念头的励磁绕组接到独立的励磁电源供电,其励磁电流也较恒定,起动转矩与电枢电流成反比。转速变革也为5%~15%。可以经过消弱磁场恒功率来进步转速或经过低落转子绕组的电压来使转速低落。

复励直流电念头的定子磁极上除有并励绕组外,还装有与转子绕组串联的串励绕组(其匝数较少)。串联绕组发生磁通的偏向与主绕组的磁通偏向相反,起动转矩约为额外转矩的4倍左右,短工夫过载转矩为额外转矩的3.5倍左右。转速变革率为25%~30%(与串联绕组有关)。转速可经过消弱磁场强度来调解。

换向器的换向片利用银铜、镉铜等合金质料,用高强度塑料模压成。电刷与换向器滑动打仗,为转子绕组提供电枢电流。电磁式直流电念头的电刷一样平常接纳金属石墨电刷或电化石墨电刷。转子的死心接纳硅钢片叠压而成,一样平常为12槽,内嵌12组电枢绕组,各绕组间串联接后,再辨别与12片换向片毗连。


直流电机

直流电机的励磁方法是指对励磁绕组怎样供电、发生励磁磁通势而创建主磁场的题目。依据励磁方法的差别,直流电机可分为下列几品种型。

他励

励磁绕组与电枢绕组无联接干系,而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机,接线如图1(a)所示。图1中M表现电念头,若为发电机,则用G表现。永磁直流电机也可看作他励直流电机。

并励

并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联。作为并励发电机来说,是电机自己收回来的端电压为励磁绕组供电;作为并励电念头来说,励磁绕组与电枢共用统一电源,从功能上讲与他励直流电念头相反。

串励

串励直流电机的励磁绕组与电枢绕组串联后,再接于直流电源。这种直流电机的励磁电流便是电枢电流。

复励

复励直流电机有并励和串励两个励磁绕组。若串励绕组发生的磁通势与并励绕组发生的磁通势偏向相反称为积复励。若两个磁通势偏向相反,则称为差复励。

差别励磁方法的直流电机有着差别的特征。一样平常状况直流电念头的次要励磁方法是并励式、串励式和复励式,直流发电机的次要励磁方法是他励式、并励式和和复励式。


永磁式

永磁式直流电念头也由定子磁极、转子、电刷、外壳等构成,定子磁极接纳永磁体(永世磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等质料。按其布局情势可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中利用的电少数为圆筒型磁体,而电开工具及汽车用电器中利用的电念头少数接纳专块型磁体。

转子一样平常接纳硅钢片叠压而成,较电磁式直流电念头转子的槽数少。录放机中利用的小功率电念头少数为3槽,较高等的为5槽或7槽。漆包线绕在转子死心的两槽之间(三槽即有三个绕组),其各讨论辨别焊在换向器的金属片上。电刷是毗连电源与转子绕组的导电部件,具有导电与耐磨两种功能。永磁电念头的电刷利用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷。

录放机中利用的永磁式直流电念头,接纳电子稳速电路或离心式稳速安装。


无刷直流

无刷直流电念头是接纳半导体开关器件来完成电子换向的,即用电子开关器件取代传统的打仗式换向器和电刷。它具有牢靠性高、无换向火花、机器噪声高等好处,普遍使用于高等灌音座、录像机、电子仪器及主动化办公设置装备摆设中。

无刷直流电念头由永磁体转子、多极绕组定子、地位传感器等构成。地位传感按转子地位的变革,沿着肯定序次对定子绕组的电流举行换流(即检测转子磁极绝对定子绕组的地位,并在确定的地位处发生地位传感信号,经信号转换电路处置后去控制功率开关电路,按肯定的逻辑干系举行绕组电流切换)。定子绕组的事情电压由地位传感器输入控制的电子开关电路提供。

地位传感器有磁敏式、光电式和电磁式三品种型。接纳磁敏式地位传感器的无刷直流电念头,其磁敏传感器件(比方霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂极管、磁敏电阻器或公用集成电路等)装在定子组件上,用来检测永磁体、转子旋转时发生的磁场变革。

接纳光电式地位传感器的无刷直流电念头,在定子组件上按肯定地位设置装备摆设了光电传感器件,转子上装有遮光板,光源为发光二极管或小灯胆。转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元器件将会按肯定频率间歇间生脉冲信号。

接纳电磁式地位传感器的无刷直流电念头,是在定子组件上安置有电磁传感器部件(比方耦合变压器、靠近开关、LC谐振电路等),当永磁体转子地位产生变革时,电磁效应将使电磁传感器发生高频调制信号(其幅值随转子地位而变革)。

良好性

直流电机具有呼应疾速、较大的起动转矩、从零转速至额外转速具有可提供额外转矩的功能,但直流电机的好处也正是它的缺陷,由于直流电秘密发生额外负载下恒定转矩的功能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会发生火花、碳粉因而除了会形成组件破坏之外,利用场所也遭到限定。交换电机没有碳刷及整流子,免维护、巩固、使用广,但特征上若要到达相称于直流电机的功能须用庞大控制技能才干到达。现今半导体开展敏捷功率组件切换频率加速很多,提拔驱动电机的功能。微处置机速率亦越来越快,可完成将交换电机控制置于一旋转的两轴直交坐标体系中,得当控制交换电机在两轴电流重量,到达相似直流电机控制并有与直流电机相称的功能。

别的已有许多微处置机将控制电机必须的功效做在芯片中,并且体积越来越小;像模仿/数字转换器(Analog-to-digital converter,ADC)、脉冲宽度调制(Pulse wide modulator,PWM)…等。直流无刷电机便是以电子方法控制交换电机换相,失掉相似直流电机特征又没有直流电机机构上缺失的一种使用。 [1]

控制布局

直流无刷电机是同步电机的一种,也便是说电机转子的转速受电机定子旋转磁场的速率及转子极数(p)影响:

n=120.f / p。在转子极数牢固状况下,改动定子旋转磁场的频率就可以改动转子的转速。直流无刷电机便是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控订定子旋转磁场的频率并将电机转子的转速回授至控制中心重复校正,以期到达靠近直流电机特征的方法。也便是说直流无刷电性能够在额外负载范畴内当负载变革时仍可以控制电机转子维持肯定的转速。

直流无刷驱动器包罗电源部及控制部、电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输出电源频率。

电源部可以间接以直流电输出(一样平常为24v)或以交换电输出(110v/220 v),假如输出是交换电就得先经转换器(Converter)转成直流。不管是直流电输出或交换电输出要转入电机线圈前须先将直流电压由换流器(Inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(Inverter)一样平常由6个功率晶体管(q1~q6)分为上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)毗连电机作为控制流经电机线圈的开关。控制部则提供pwm(脉冲宽度调制)决议功率晶体管开关频度及换流器(Inverter)换相的机遇。直流无刷电机一样平常盼望利用在当负载变化时速率可以波动于设定值而不会变化太大的速率控制,以是电机外部装有能感到磁场的霍尔传感器(Hall-sensor),作为速率之闭回路控制,同时也做为相序控制的根据。但这只是用来做为速率控制并不克不及拿来做为定位控制。

控制原理

要让电机转动起来,控制部就必需依据Hall-sensor感到到的电机转子地点地位,然后按照定子绕线决议开启(或封闭)换流器(Inverter)中功率晶体管的次序,使电流依序流经电机线圈发生顺向(或逆向)旋转磁场,并与转子的磁铁互相作用,云云就能使电机顺时/逆时转动。当电机转子转动到Hall-sensor感到出另一组信号的地位时,控制部又再开启下一组功率晶体管,云云循环电机就可以依统一偏向持续转动直到控制部决议要电机转子中止则封闭功率晶体管(或只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功率晶体管开启次序相反。

牢固磁场无刷电机

一样平常的无刷直流电机实质上属于伺服电机,由同步电机和驱动器组成,是变频调速电机。变压调速的无刷直流电机是真正意义上的无刷直流电机,它由定子和转子组成,定子由死心组成,线圈接纳“顺-逆-顺-逆……”绕组,由此发生N-S群的牢固磁场,转子由一个圆柱体磁铁组成(两头带轴),或由电磁铁加集电环构成,此无刷直流电机可以发生转矩,但不克不及控制偏向,无论怎样说,本电机都是一项十分故意义的创造。看成为一个直流发电机,本创造可以发生一连振幅的直流电流,从而制止利用滤波电容器,转子可以是永磁、有刷励磁或无刷励磁。看成为大型电机时,本电时机发生自感,必要接纳掩护安装。


异步电机

一、交换异步电念头

交换异步电念头是抢先交换电压运转的电念头,普遍使用于电电扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机、餐饮加工机等家用电器及种种电开工具、小型机电设置装备摆设中。

交换电异步电念头分为感到电念头和交换换向器电念头。感到电念头又分为单相异步电念头、交直流两用电念头和推斥电念头。

电机的转速(转子转速)小于旋转磁场的转速,从而叫为异步电机。它和感到电机根本上是相反的。s=(ns-n)/ns。s为转差率,

ns为磁场转速,n为转子转速。

根本原理:

1、当三相异步电机接入三相交换电源时,三相定子绕组流过三绝对称电流发生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并发生旋转磁场。

2、该旋转磁场与转子导体有绝对切割活动,依据电磁感到原理,转子导体发生感到电动势并发生感到电流。

3、依据电磁力定律,载流的转子导体在磁场中遭到电磁力作用,构成电磁转矩,驱动转子旋转,当电念头轴上带机器负载时,便向外输入机器能。

异步电机是一种交换电机,其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定干系。还随着负载的巨细产生变革。负载转矩越大,转子的转速越低。异步电机包罗感到电机、双馈异步电机和交换换向器电机。感到电机使用最广,在不致惹起曲解或殽杂的状况下,一样平常可称感到电机为异步电机。

平凡异步电机的定子绕组接交换电网,转子绕组不需与其他电源毗连。因而,它具有布局复杂,制造、利用和维护利便,运转牢靠以及质量较小,本钱较高等好处。异步电机有较高的运转服从和较好的事情特征,从空载到满载范畴内靠近恒速运转,能满意大少数工农业消费机器的传动要求。异步电机还便于派天生种种防护型式,以顺应差别情况条件的必要。异步电机运转时,必需从电网汲取无功励磁功率,使电网的功率因数变坏。因而,对驱动球磨机、紧缩机等大功率、低转速的机器设置装备摆设,常接纳同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有肯定的转差干系,其调速功能较差(交换换向器电念头除外)。对要求较宽阔宁静滑调速范畴的交通运输机器、轧机、大型机床、印染及造纸机器等,接纳直流电机较经济、利便。但随着大功率电子器件及交换调速体系的开展,实用于宽调速的异步电机的调速功能及经济性已可与直流电机的相媲美。

二、单相异步电念头

单相异步电念头由定子、转子、轴承、机壳、端盖等组成。

定子由机座和带绕组的死心构成。死心由硅钢片冲槽叠压而成,槽内嵌装两套空间互隔90°电角度的主绕组(也称运转绕组)和辅绕组(也称起动绕构成副绕组)。主绕组接交换电源,辅绕组串接离心开关S或起动电容、运转电容等之后,再接入电源。

转子为笼型铸铝转子,它是将死心叠压后用铝铸入死心的槽中,并一同铸出端环,使转子导条短路成鼠笼型。

单相异步电念头又分为单相电阻起动异步电念头,单相电容起动异步电念头、单相电容运转异步电念头和单相双值电容异步电念头。

三、三相异步电念头

三相异步电念头的布局与单相异步电念头类似,其定子死心槽中嵌装三相绕组(有单层链式、单层同心式和单层交织式三种布局)。定子绕构成接入三相交换电源后,绕组电流发生的旋转磁场,在转子导体中发生感到电流,转子在感到电流和睦隙旋转磁场的互相作用下,又发生电磁转柜(即异步转柜),使电念头旋转。

四、罩极式电念头

罩极式电念头是单向交换电念头中最复杂的一种,通常接纳笼型斜槽铸铝转子。它依据定子形状布局的差别,又分为凸极式罩极电念头隐极式罩极电念头。

凸极式罩极电念头的定子死心形状为方形、矩形或圆形的磁场框架,磁极凸出,每个磁极上均有1个或多个起帮助作用的短路铜环,即罩极绕组。凸极磁极上的会合绕组作为主绕组。

隐极式罩极电念头的定子死心与平凡单相电念头的死心相反,其定子绕组接纳散布绕组,主绕组散布于定子槽内,罩极绕组不必短路铜环,而是用较粗的漆包线绕身分布绕组(串联后自行短路)嵌装在定子槽中(约为总槽数的2/3),起帮助组的作用。主绕组与罩极绕组在空间相距肯定的角度。

当罩极电念头的主绕组通电后,罩极绕组也会发生感到电流,使定子磁极被罩极绕组罩住局部的磁通与未罩局部向被罩局部的偏向旋转。

五、单相串励电念头

单相串励电念头的定子由凸极死心和励磁绕组构成,转子由隐极死心、电枢绕组、换向器及转轴等构成。励磁绕组与电枢绕组之间经过电刷和换向器构成串联回路。

单相串励电念头属于交、直流两用电念头,它既可以利用交换电源事情,也可以利用直流电源事情。


同步电机

同步电机和感到电机一样是一种常用的交换电机。特点是:稳态运转时,转子的转速和电网频率之间有稳定的干系n=ns=60f/p,ns成为同步转速。若电网的频率稳定,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的巨细有关。同步电机分为同步发电机和同步电念头。古代发电厂中的交换机以同步电机为主。

事情原理

主磁场的创建:励磁绕组通以直流励磁电流,创建极性相间的励磁磁场,即创建起主磁场。

载流导体:三绝对称的电枢绕组充任功率绕组,成为感到电势大概感到电流的载体。

切割活动:原念头拖动转子旋转(给电机输出机器能),极性相间的励磁磁场随轴一同旋转并依次切割定子各相绕组(相称于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

交变电势的发生:由于电枢绕组与主磁场之间的绝对切割活动,电枢绕组中将会感到出巨细和偏向按周期性变革的三 相 对称交变电势。经过引出线,即可提供交换电源。

交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感到电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,包管了感到电势的三绝对称性。

一、交换同步电念头

交换同步电念头是一种恒速驱动电念头,其转子转速与电源频率坚持恒定的比例干系,被普遍使用于电子仪器仪表、古代办公设置装备摆设、纺织机器等。

二、永磁同步电念头

永磁同步电念头属于异步启动永磁同步电念头,其磁场体系由一个或多个永磁体构成,通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的外部,按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子布局与异步电念头相似。

当定子绕组接通电源后,电念头以异步电念头原理起动动转,减速运转至同步转速时,由转子永磁磁场和定子磁场发生的同步电磁转矩(由转子永磁磁场发生的电磁转矩与定子磁场发生的磁阻转矩分解)将转子牵入同步,电念头进入同步运转。

磁阻同步电念头 磁阻同步电念头也称反响式同步电念头,是使用转子交轴和直轴磁阻不等而发生磁阻转矩的同步电念头,其定子与异步电念头的定子布局相似,只是转子布局差别。

三、磁阻同步电念头

同笼型异步电念头演化来的,为了使电念头能发生异步起动转矩,转子还设有笼型铸铝绕阻。转子上开设有与定子极数绝对应的反响槽(仅有凸极局部的作用,无励磁绕组和永世磁铁),用来发生磁阻同步转矩。依据转子上反响槽的布局的差别,可分为内反响式转子、外反响式转子和表里反响式转子,此中,外反响式转子反响槽开地转子外圆,使其直轴与交轴偏向气隙不等。内反响式转子的外部开有沟槽,使交轴偏向磁通受阻,磁阻加大。表里反响式转子联合以上两种转子的布局特点,直轴与交轴差异较大,使电念头的力能较大。磁阻同步电念头也分为单相电容运转式、单相电容起动式、单相双值电容式等多品种型。

四、磁滞同步电念头

磁滞同步电念头是使用磁滞质料发生磁滞转矩而事情的同步电念头。它分为内转子式磁滞同步电念头、外转子式磁滞同步电念头和单相罩极式磁滞同步电念头。

内转子式磁滞同步电念头的转子布局为隐极式,表面为平滑的圆柱体,转子上无绕组,但死心外圆上有效磁滞质料制成的环状无效层。

定子绕组接通电源后,发生的旋转磁场使磁滞转子发生异步转矩而起动旋转,随后自行牵入同步运转形态。在电念头异步运转时,定子旋转磁场以转差频率重复地磁化转子;在同步运转时,转子上的磁滞质料被磁化而呈现了永磁磁极,从而发生同步转矩。软启动器接纳三相反并联晶闸管作为调压器,将其接入电源和电念头定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路。利用软启动器启动电念头时,晶闸管的输入电压渐渐增长,电念头渐渐减速,直到晶闸管全导通,电念头事情在额外电压的机器特征上,完成腻滑启动,低落启动电流,制止启动过流跳闸。待电机到达额外转数时,启动历程完毕,软启动器主动用旁路打仗器代替已完成义务的晶闸管,为电念头正常运转提供额外电压,以低落晶闸管的热消耗,延伸软启动器的利用寿命,进步其事情服从,又使电网制止了谐波净化。软启动器同时还提供软停车功效,软停车与软启动历程相反,电压渐渐低落,转数渐渐降落到零,制止自在停车惹起的转矩打击。


加速电机

加速电机是指加速机和电机(马达)的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮马达或齿轮电机。通常由专业的加速机消费厂举行集成组装好后成套供货。加速电机普遍使用于钢铁行业、机器行业等。利用加速电机的好处是简化设计、节流空间。

1、加速电机联合国际技能要求制造,具有很高的科技含量。

2、节流空间,牢靠耐用,接受过载才能高,功率可达95KW以上。

3、能耗低,功能良好,加速机服从高达95%以上。

4、振动小,乐音低,节能高,选用优质段钢质料,钢性铸铁箱体,齿轮外表颠末高频热处置。

5、颠末精细加工,确保定位精度,这统统组成了齿轮传动总成的齿轮加速电机设置装备摆设了各种电机,构成了机电一体化,完全包管了产品利用质量特性。

6、产品接纳了系列化、模块化的设计头脑,有普遍的顺应性,本系列产品有极端多的电机组合、安置地位和布局方案,可按实践必要选择恣意转速和种种布局情势。

加速电机分类:

1、大功率齿轮加速电机

2、同轴式斜齿轮加速电机

3、平行轴斜齿轮加速电机

4、螺旋锥齿轮加速电机

5、YCJ系列齿轮加速电机

加速电机普遍使用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、修建、化工、纺织、印染、制药等种种通用机器设置装备摆设的加速传念头构。


变频电机

变频技能实践是使用电机控制学原理,经过所谓的变频器,对电机举行控制。用于此类控制的电机叫做变频电机。

罕见的变频电机包罗:三相异步电机、直流无刷电机、交换无刷电机及开关磁阻电机等。

变频电机的控制原理

通常变频电机的控制战略为:基速下恒转矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范畴弱磁控制。

基速:由于电机运转时会发生反电动势,而反电动势的巨细通常与转速成反比。因而当电机运转到肯定速率时,由于反电动势巨细与外加电压巨细相反,此时的速率称为基速。

恒转矩控制:电机在基速下,举行恒转矩控制。此时电机的反电动势E与电机的转速成反比。又电机的输入功率与电机的转矩及转速乘积成反比,因而此时电机功率与转速成反比。

恒功率控制:当电机凌驾基速后,经过调治电机励磁电流来使电机的反电动势根本坚持恒定,以此进步电机的转速。此时,电机的输入功率根本坚持恒定,但电机转矩与转速成正比例降落。

弱磁控制:当电机转速凌驾肯定数值后,励磁电流曾经相称小,根本不克不及再调治,此时进入弱磁控制阶段。

电念头的调速与控制,是工农业各种机器及办公、民生电器设置装备摆设的底子技能之一。随着电力电子技能、微电子技能的惊人开展,接纳“公用变频感到电念头+变频器”的交换调速方法,正在以其杰出的功能和经济性,在调速范畴,引导了一场代替传统调速方法的更新换代的厘革。它给各行各业带来的福音在于:使机器主动化水平和消费服从大为进步、浪费动力、进步产品及格率及产品格量、电源体系容量响应进步、设置装备摆设小型化、增长安宁性,正以很快的速率代替传统的机器调速和直流调速方案。

由于变频电源的特别性,以及体系对高速或低速运转、转速静态呼应等需求,对作为动力主体的电念头,提出了苛刻的要求,给电念头带来了在电磁、布局、绝缘各方面新的课题。

变频电机的使用

变频调速曾经成为主流的调速方案,可普遍使用于各行各业无级变速传动。

分外是随着变频器在产业控制范畴内日益普遍的使用,变频电机的利用也日益普遍起来,可以如许说由于变频电机在变频控制方面较平凡电机的良好性,但凡用到变频器的地方j9九游都不丢脸到变频电机的身影。


直线电机

机床上传统的“旋转电机 + 滚珠丝杠”进给传动方法,由于受本身布局的限定,在进给速率、减速度、疾速定位精度等方面很难有打破性的进步,已无法满意超高速切削、超精细加工对机床进给体系伺服功能提出的更高要求。直线电机将电能间接转换成直线活动机器能,不必要任何两头转换机构的传动安装。具有起动推力大、传动刚度高、静态呼应快、定位精度高、行程长度不受限定等好处。在机床进给体系中,接纳直线电念头间接驱动与原旋转电机传动的最大区别是取消了从电机到事情台(拖板)之间的机器传动关键,把机床进给传动链的长度延长为零,因此这种传动方法又被称为“零传动”。正是由于这种“零传动”方法,带来了原旋转电机驱动方法无法到达的功能目标和好处。

1、高速呼应

由于体系中间接取消了一些呼应工夫常数较大的机器传动件(如丝杠等),使整个闭环控制体系静态呼应功能大大进步,反响非常敏捷快捷。

2、精度

直线驱动体系取消了由于丝杠等机器机构发生的传动间隙和偏差,增加了插补活动时因传动体系滞后带来的跟踪偏差。经过直线地位检测反应控制,即可大大进步机床的定位精度。

3、动刚度高由于“间接驱动”,制止了启动、变速和换向时因两头传动关键的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙形成的活动滞后征象,同时也进步了其传动刚度。

4、速率快、加加速历程短

由于直线电念头最早次要用于磁悬浮列车(时速可达500km/h),以是用在机床进给驱动中,要满意其超高速切削的最猛进给速率(要求达60~100M/min 或更高)固然是没有题目的。也由于上述“零传动”的高速呼应性,使其加加速历程大大延长。以完成起动时刹时到达高速,高速运转时又能刹时准停。可取得较高的减速度,一样平常可达2~10g(g=9.8m/s2),而滚珠丝杠传动的最大减速度一样平常只要0.1~0.5g。

5、行程长度不受限定在导轨上经过串联直线电机,就可以无穷延伸其行程长度。

6、活动动平静、乐音低。由于取消了传动丝杠等部件的机器摩擦,且导轨又可接纳转动导轨或磁垫悬浮导轨(无机器打仗),其活动时乐音将大大低落。

7、服从高。由于无两头传动关键,消弭了机器摩擦时的能量消耗,传动服从大大进步。


根本布局

一、三相异步电念头的布局,由定子、转子和别的附件构成。

(一)定子(运动局部)

1、定子死心

作用:电机磁路的一局部,并在其上安排定子绕组。

结构:定子死心一样平常由0.35~0.5毫米厚外表具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在死心的内圆冲有匀称散布的槽,用以嵌放定子绕组。

定子死心槽型有以下几种:

半开口型槽:电念头的服从和功率因数较高,但绕组嵌线和绝缘都较难。一样平常用于小型高压电机中。

半启齿型槽:可嵌放成型绕组,一样平常用于大型、中型高压电机。所谓成型绕组即绕组可事前颠末绝缘处置后再放入槽内。

启齿型槽:用以嵌放成型绕组,绝缘办法利便,次要用在高压电机中。

2、定子绕组

作用:是电念头的电路局部,通入三相交换电,发生旋转磁场。

结构:由三个在空间互隔120°电角度、队称分列的布局完全相反绕组毗连而成,这些绕组的各个线圈按肯定纪律辨别嵌放在定子各槽内。

定子绕组的次要绝缘项目有以下三种:(包管绕组的各导电局部与死心间的牢靠绝缘以及绕组自己间的牢靠绝缘)。

1)对地绝缘:定子绕组全体与定子死心间的绝缘。

2)相间绝缘:各相定子绕组间的绝缘。

3)匝间绝缘:每相定子绕组各线匝间的绝缘。

电念头接线盒内的接线:

电念头接线盒内都有一块接线板,三相绕组的六个线头排成上下两排,并划定上排三个接线桩自左至右分列的编号为1(U1)、2(V1)、3(W1),下排三个接线桩自左至右分列的编号为6(W2)、4(U2)、5(V2),.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号分列。

3、机座

作用:牢固定子死心与前后端盖以支持转子,并起防护、散热等作用。

结构:机座通常为铸铁件,大型异步电念头机座一样平常用钢板焊成,微型电念头的机座接纳铸铝件。关闭式电机的机座表面有散热筋以增长散热面积,防护式电机的机座两头端盖开有透风孔,使电念头表里的氛围可间接对流,以利于散热。

(二)转子(旋转局部)

1、三相异步电念头的转子死心:

作用:作为电机磁路的一局部以及在死心槽内安排转子绕组。

结构:所用质料与定子一样,由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成,硅钢片外圆冲有匀称散布的孔,用来安顿转子绕组。通常用定子死心冲落伍的硅钢片内圆来冲制转子死心。一样平常小型异步电念头的转子死心间接压装在转轴上,大、中型异步电念头(转子直径在300~400毫米以上)的转子死心则借助与转子支架压在转轴上。

2、三相异步电念头的转子绕组

作用:切割定子旋转磁场发生感到电动势及电流,并构成电磁转矩而使电念头旋转。

结构:分为鼠笼式转子和绕线式转子。

1)鼠笼式转子:转子绕组由拔出转子槽中的多根导条和两个环行的端环构成。若去失转子死心,整个绕组的形状像一个鼠笼,故称笼型绕组。小型笼型电念头接纳铸铝转子绕组,关于100KW以上的电念头接纳铜条和铜端环焊接而成。

2)绕线式转子:绕线转子绕组与定子绕组类似,也是一个对称的三相绕组,一样平常接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再经过电刷与外电路联接。

特点:布局较庞大,故绕线式电念头的使用不如鼠笼式电念头普遍。但经过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件,用以改进异步电念头的起、制动功能及调速功能,故在要求肯定范畴内举行腻滑调速的设置装备摆设,如吊车、电梯、氛围紧缩机等下面接纳。

(三)三相异步电念头的别的附件

1、端盖:支持作用。

2、轴承:毗连转动局部与不动局部。

3、轴承端盖:掩护轴承。

4、电扇:冷却电念头。

二、直流电念头接纳八角形全叠片布局,不但空间使用率高,并且当接纳运动整流器供电时,能接受脉动电流和疾速的负载电流变革。直流电念头一样平常不带串励绕组,实用于必要正、反 电念头转的主动控制技能中。依据用户必要也可以制成带串励绕组。中心高100~280mm的电念头无赔偿绕组,但中心高250mm、280mm的电念头依据详细状况和必要可以制成带赔偿绕组,中心高315~450mm的电念头带有赔偿绕组。中心高500~710mm的电念头形状安置尺寸及技能要求均切合IEC国际尺度,电机的机器尺寸公役切合ISO国际尺度。


反省办法

起动前的反省办法:

1、新的或临时停用的电机,利用前应反省绕组间和绕组对地绝缘电阻。通常对500V以下的电机用500V绝缘电阻表;对500-1000V的电机用1000V绝缘电阻表;对1000V以上的电机用2500V绝缘电阻表。绝缘电阻每千伏事情电压不得小于1MΩ,并应在电机冷却形态下丈量。

2、反省电机的表面有无裂纹,各紧固螺钉及零件能否完全,电机的牢固状况能否精良。

3、反省电机传念头构的事情能否牢靠。

4、依据铭牌所示数据,如电压、功率、频率、团结、转速等与电源、负载比力能否符合。

5、反省电机的透风状况及轴承光滑状况能否正常。

6、扳动电机转轴,反省转子可否自在转动,转动时有无杂声。

7、反省电机的电刷拆卸状况及举刷机构能否机动,举刷手柄的地位能否准确。

8、反省电机接地安装能否牢靠。


行业尺度

GB/T 1993-1993 旋转电机冷却办法

###起重冶金和屏障电机宁静要求

GB/T 2900.25-2008 电工术语 旋转电机

GB/T 2900.26-2008 电工术语 控制电机

###电机产品型号体例办法

###电机功率品级

JB/T 1093-1983牵引电机根本实验办法


次要用处

1、伺服电念头

伺服电念头普遍使用于种种控制体系中,能将输出的电压信号转换为电机轴上的机器输入量,拖动被控制元件,从而到达控制目标。

伺服电念头有直流和交换之分,最早的伺服电念头是一样平常的直流电念头,在控制精度不高的状况下,才接纳一样平常的直流电机做伺服电念头。直流伺服电念头从布局上讲,便是小功率的直流电念头,其励磁多接纳电枢控制和磁场控制,但通常接纳电枢控制。

2、步进电念头

步进电念头次要使用在数控机床制造范畴,由于步进电念头不必要A/D转换,可以间接将数字脉冲信号转化成为角位移,以是不停被以为是最抱负的数控机床实行元件。

除了在数控机床上的使用,步进电机也可以用在其他的机器上,好比作为主动送料机中的马达,作为通用的软盘驱动器的马达,也可以使用在打印机和画图仪中。

3、力矩电念头

力矩电念头具有低转速和鼎力矩的特点。一样平常在纺织产业中常常利用交换力矩电念头,其事情原理和布局和单相异步电念头的相反。

4、开关磁阻电念头

开关磁阻电念头是一种新型调速电念头,布局极端复杂且巩固,本钱低,调速功能优秀,是传统控制电念头强无力竞争者,具有壮大的市场潜力。

5、无刷直流电念头

无刷直流电念头的机器特征和调治特征的线性度好,调速范畴广,寿命长,维护利便噪声小,不存在因电刷而惹起的一系列题目,以是这种电念头在控制体系中有很大的使用。

6、直流电念头

直流电念头具有调速功能好、起动容易、可以载重起动等好处,以是直流电念头的使用仍旧很普遍,尤其在可控硅直流电源呈现当前。

7、异步电念头

异步电念头具有布局复杂,制造、利用和维护利便,运转牢靠以及质量较小,本钱较高等好处。异步电念头次要普遍使用于驱念头床、水泵、鼓风机、紧缩机、起重卷扬设置装备摆设、矿山机器、轻工机器、农副产品加工机器等大少数工农消费机器以及家用电器和医疗东西等。

在家用电器中使用比力多,比方风扇、电冰箱、空调、吸尘器等。 [3]

8、同步电念头

同步电念头次要用于大型机器,如鼓风机、水泵、球磨机、紧缩机、轧钢机以及小型、微型仪器设置装备摆设大概充任控制元件。此中三相反步电念头是其主体。别的,还可以当调相机利用,向电网保送电理性大概电容性无功功率。


调养办法

专业电机调养维修中心电机调养流程:洗濯定转子--改换碳刷或其他零部件--真空F级压力浸漆--烘干--校动均衡。

1、利用情况应常常坚持枯燥,电念头外表应坚持干净,进风口不该受灰尘、纤维等拦阻。

2、当电念头的热掩护一连产生举措时,应查明妨碍来自电念头照旧超负荷或掩护安装整定值太低,消弭妨碍后,方可投入运转。

3、应包管电念头在运转历程中精良的光滑。一样平常的电念头运转5000小时左右,即应增补或改换光滑脂,运转中发明轴承过热或光滑蜕变时,液压实时换光滑脂。改换光滑脂时,应扫除旧的光滑油,并有汽油洗净轴承及轴承盖的油槽,然后将ZL-3锂基脂添补轴承表里圈之间的空腔的1/2(对2极)及2/3(对4、6、8极)。

4、当轴承的寿命停止时,电念头运转的振动及噪声将分明增大,反省轴承的径向游隙到达下列值时,即应改换轴承。

5、装配电念头时,从轴伸端或非伸端取出转子都可以。假如没有须要卸上风扇,照旧从非轴伸端取出转子较为便当,从定子中抽出转子时,应避免破坏定子绕组或绝缘。

6、改换绕组时必需记下原绕组的情势,尺寸及匝数,线规等,当丢失了这些数据时,应向制造厂讨取,随意变动原设计绕组,每每使电念头某项或几项功能好转,乃至于无法利用。


掩护器

电机掩护器的作用是给电机片面的掩护,在电机呈现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、泄电、三相不屈衡、过热、轴承磨损、定转子偏爱时,予以报警或掩护的安装。

电机掩护知识

1、电机比已往更容易废弃:由于绝缘技能的不停开展,在电机的设计上既要求增长着力,又要求减小体积,使新型电机的热容量越来越小,过负荷才能越来越弱;再由于消费主动化水平的进步,要求电机常常运转在频仍的起动、制动、正反转以及变负荷等多种方法,对电机掩护安装提出了更高的要求。别的,电机的使用面更广,常事情于情况极为恶劣的场所,如湿润、低温、多尘、腐化等场所。一切这些,形成了电机更容易破坏,尤其是过载、短路、缺相、扫膛等妨碍呈现频率最高。

2、传统的掩护安装掩护结果不甚抱负:传统的电机掩护安装以热继电器为主,但热继电器敏捷度低、偏差大、波动性差,掩护不行靠。现实也是如许,只管很多设置装备摆设安置了热继电器,但电机破坏而影响正常消费的征象仍广泛存在。

3、电机掩护的开展近况:电机掩护器已由已往的机器式开展为电子式和智能型,可间接表现电机的电流、电压、温度等参数,敏捷度高,牢靠性高,功效多,调试利便,掩护举措后妨碍品种一览无余[yī lǎn wú yú],既增加了电机的破坏,又极小气便了妨碍的判别,有利于消费现场的妨碍处置和延长规复消费工夫。别的,使用电机气隙磁场举行电机偏爱检测技能,使电机磨损形态在线监测成为大概,经过曲线表现电机偏爱水平的变革趋向,可晚期发明轴承磨损和走内圆、走外圆等妨碍,做到早发明,早处置,制止扫膛变乱产生。

3.掩护器选择的准绳:公道选用电机掩护安装,完成既能充实发扬电机的过载才能,又能免于破坏,从而进步电力拖动体系的牢靠性和消费的一连性。详细的功效选择应综合思索电机的自己的代价、负载范例、利用情况、电机主体设置装备摆设的紧张水平、电机加入运转能否对消费体系形成严峻影响等要素,力图做到经济公道。

4、抱负的电机掩护器:抱负的电机掩护器不是功效最多,也不是所谓开始进的,而是应该满意现场实践需求,做到经济性和牢靠性的一致,具有较高的功能代价比。依据现场的实践状况公道地选择掩护器的品种、功效,同时思索掩护器安置、调解、利用复杂利便,更紧张的是要选择高质量的掩护器。

掩护器的选型

选型根本准绳:

市场上电机掩护产品未有一致尺度,型号规格八门五花[bā mén wǔ huā]。制造厂商为了满意用户差别的利用需求派生出许多的系列产品,品种单一,给宽大用户选型带来诸多方便;用户在选型时应充实思索电机掩护实践需求,公道选择掩护功效和掩护方法,才干到达精良的掩护结果,到达进步设置装备摆设运转牢靠性,增加非方案停车,增加变乱丧失的目标。

选型的基该办法:

1、与选型有关的条件

1)电机参数:要先理解电机的规格型号、功效特征、防护型式、额外电压、额外电流、额外功率、电源频率、绝缘品级等。这些内容根本能给用户准确选择掩护器提供了参考根据。

2)情况条件:次要指常温、低温、高寒、腐化度、震惊度、风沙、海拔、电磁净化等。

3)电机用处:次要指拖念头械设置装备摆设要求特点,如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等差别负载机器特征。

4)控制方法:控制形式有手动、主动、当场控制、近程控制、单机独立运转、消费线会合控制等状况。启动方法有间接、降压、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。

5)其他方面:用户对现场消费监护办理状况,非正常性的停机对消费影响的严峻水平等。

与掩护器的选用相干的要素另有许多,如安置地位、电源状况、配电体系状况等;还要思索是对新购电机设置装备摆设掩护,照旧对电机掩护晋级,照旧对变乱电机掩护的美满等;还要思索电机掩护方法改动的难度和对消费影响水平;需依据现场实践事情条件综合思索掩护器的选型和调解。

2、电机掩护器的罕见范例

1)热继电器:平凡小容量交换电机,事情条件精良,不存在频仍启动等恶劣工况的场所;由于精度较差,牢靠性不克不及包管,不保举利用。

2)电子型:检测三相电流值,整定电流值接纳电位器或拔码开关,电路一样平常接纳模仿式,接纳反时限或定时限事情特征。掩护功效包罗过载、缺相、堵转等,妨碍范例接纳指示灯表现,运转电量接纳数码管表现。

3)智能型:检测三相电流值,掩护器利用单片机,完成电机警能化综合掩护,集掩护、丈量、通讯、表现为一体。整定电流接纳数字设定,经过操纵面板按钮来操纵,用户可以依据电机详细状况在现场对种种参数修正设定;接纳数码管作为表现窗口,或接纳大屏幕液晶表现,能支持多种通讯协议,如ModBUS、ProfiBUS等,代价绝对较高,用于较紧张场所;高压电机掩护均接纳智能型掩护安装。

4)热掩护型:在电机中埋入热元件,依据电念头绕组的温度举行掩护,掩护结果好;但电机容量较大时,需与电流监测型共同利用,制止电机堵转时温度急剧上升时,由于测温元件的滞后性,招致电机绕组受损。

5)磁场温度检测型:在电机中埋入磁场检测线圈和测温元件,依据电机外部旋转磁场的变革和温度的变革举行掩护,次要功效包罗过载、堵转、缺相、过热掩护和磨损监测,掩护功效美满,缺陷是需在电机外部安置磁场检测线圈和温度传感器。

3、掩护器范例的选择

1)关于事情条件要求不高、操纵控制复杂,停机对消费影响不大的单机独立运转电机,可选用平凡型掩护器,因平凡型掩护器布局复杂,在现场安置接线、交换利便,操纵复杂,具有性价比初等特点。

2)关于事情条件恶劣,对牢靠性要求高,分外是触及主动化消费线的电念头,应选用中高等、功效较全的智能型掩护器。

3)关于防爆电机,由于轴承磨损形成偏爱,大概招致防爆间隙处摩擦呈现低温,发生爆炸伤害,应选择磨损形态监测功效。关于大容量高压潜水泵等特别设置装备摆设,由于反省维护难,也应选择磨损形态监测功效,同时监测轴承的温度,制止产生扫膛变乱形成严重经济丧失。

4)使用于有防爆要求场合的掩护器,要依据使用现场的详细要求,选用响应的防爆型掩护器,制止宁静变乱产生。


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