日期:2022-07-29 13:44:22瀏覽量:75094
電機在許多行業的許多運動控制功能中起著關鍵作用,如包裝、食品和飲料、制造、醫療和機器人。我們可以根據幾種電機類型選擇功能、尺寸、扭矩、精度和速度。
電機類型劃分及相關應用現狀介紹
眾所周知,電機是傳動和控制系統的重要組成部分。隨著現代科學技術的發展,電機在實際應用中的重點已經開始從簡單的傳動轉移到復雜的控制;特別是準確控制電機的速度、位置和扭矩。然而,根據不同的應用,電機會有不同的設計和驅動方式??磥磉x型很復雜,所以人們根據旋轉電機的用途進行了基本的分類。接下來,我們將逐步介紹電機中最具代表性、最常用、最基本的電機——控制電機、功率電機和信號電機。
減速電機控制主要用于控制系統中的精確速度和位置控制“執行機構”??煞譃樗欧姍C、步進電機、轉矩電機、開關磁阻電機、直流無刷電機等。
伺服電機廣泛應用于各種控制系統,可以將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出,拖動被控制的元件,從而達到控制的目的。一般來說,伺服電機要求電機的速度由增加的電壓信號控制;速度可以隨著增加的電壓信號的變化而不斷變化;扭矩可以通過控制器輸出的電流來控制;電機快,體積小,控制功率小。伺服電機主要用于各種運動控制系統,尤其是隨動系統。
伺服電機可分為直流電機和交流電機。最早的伺服電機是一般的直流電機。當控制精度不高時,采用一般直流電機作為伺服電機。目前,減速電機控制隨著永磁同步電機技術的快速發展,大多數伺服電機是指交流永磁同步伺服電機或直流無刷電機。
所謂步進電機是一種將電脈沖轉換為角位移的執行器;更一般地說,當步進驅動器接收到脈沖信號時,它以固定角度驅動步進電機。我們可以通過控制脈沖的數量來控制電機的角度位移,從而達到準確定位的目的;同時,我們還可以通過控制脈沖頻率來控制電機的轉速和加速,從而達到調速的目的。目前,常用的步進電機包括反應步進電機(VR),永磁式步進電機(PM),混合式步進電機(HB)單相步進電機等。
步進電機與普通電機的區別主要在于其脈沖驅動的形式。正是由于這一特點,步進電機可以與現代數控技術相結合。然而,步進電機在控制精度、速度變化范圍和低速性能方面不如傳統閉環控制的直流伺服電機;因此,它主要用于精度要求不高的場合。步進電機結構簡單,可靠性高,成本低,廣泛應用于生產實踐的各個領域;特別是在數控機床制造領域,因為步進電機不需要A/D轉換,能直接將數字脈沖信號轉換成角位移,因此一直被視為數控機床的理想執行元件。
除了在數控機床上的應用外,步進電機還可以用于其他機器,如自動給料機中的電機和通用軟盤驅動器,也可以用于打印機和繪圖儀。
此外,步進電機存在許多缺陷;由于步進電機的空載啟動頻率,步進電機可以低速正常運行,但如果高于一定速度,則無法啟動,并伴有尖銳的尖叫聲;不同制造商的細分驅動器精度可能差異很大,細分越大,精度越難控制;此外,減速電機控制在低速旋轉時具有較大的振動和噪聲。
所謂的轉矩電機是一種扁平的多極永磁直流電機。其電樞具有更多的插槽數、換向片數和串聯導體數,以減少轉矩脈動和轉速脈動。轉矩電機有兩種直流轉矩電機和交流轉矩電機。
其中,直流轉矩電機的自感應電抗很小,所以響應性很好;其輸出扭矩與輸入電流成正比,與轉子的速度和位置無關;它可以直接與負載連接低速運行,無需齒輪減速,因此可以在負載軸上產生高扭矩對慣性比,消除使用減速齒輪引起的系統誤差。
交流轉矩電機可分為同步電機和異步電機。目前常用的是鼠籠式異步轉矩電機,它具有速度低、扭矩大的特點。一般來說,交流轉矩電機在紡織行業中經常使用,其工作原理和結構與單相異步電機相同,但由于鼠籠式轉子的電阻大,其機械特性較軟。
開關磁阻電機是一種結構極其簡單堅固、成本低、調速性能優異的新型調速電機。它是傳統控制電機的強大競爭對手,具有較強的市場潛力。然而,也存在扭矩脈動、運行噪聲和振動等問題,需要一定的時間來優化和改進,以適應實際的減速電機控制市場應用。
無刷直流電機(BLDCM)它是在刷直流電機的基礎上開發的,但其驅動電流是真正的交流;無刷直流電機可分為無刷速率電機和無刷轉矩電機。一般來說,無刷電機有兩種驅動電流,一種是梯形波(通常是“方波”),另一個是正弦波。有時將前者稱為直流無刷電機,后者稱為交流伺服電機,確切地說也是一種交流伺服電機。
為了減少轉動慣性,無刷直流電機通常采用無刷直流電機“細長”結構。無刷直流電機的重量和體積比有刷直流電機小很多,相應的旋轉慣性可以降低40%-50%左右。由于永磁材料的加工,無刷直流電機的一般容量為100kW以下。
該電機具有良好的線性、調速范圍廣、使用壽命長、維護方便、噪音低等機械特性和調節特性,不存在電刷引起的一系列問題。因此,該電機在控制系統中具有很大的應用潛力。
直流電機是最早出現的電機。大約在19世紀末,它可以大致分為兩類:換向器和非換向器。DC電機具有良好的控制特性。DC電機在結構、價格和維護方面不如交流電機。然而,由于交流電機的速度控制問題尚未得到很好的解決,DC電機具有調速性能好、啟動方便、負載啟動等優點,因此目前DC電機的應用仍然非常廣泛,特別是在DC電源出現之后。
應用現狀:在生活中,電氣產品的應用數不勝數。風扇、剃須刀等。直流電機廣泛應用于飛機、坦克、雷達等武器機,直流電機廣泛應用于飛機、坦克、雷達等武器設備。直流電機也廣泛應用于機車牽引,如鐵路機車直流牽引電機、地鐵機車直流牽引電機、機車直流輔助電機、采礦機車直流牽引電機、船舶直流電機等。
異步電動機是一種交流電動機,它基于氣隙旋轉磁場和轉子繞組感應電流之間的相互作用,產生電磁扭矩,實現能量轉換。異步電動機一般是一系列品種和規格各異的產品。它們被廣泛應用于所有電機中,需求量最大;目前,約90%的機械使用交流異步電動機進行電力傳動,因此其耗電量約占總電力負荷的一半以上。
異步電動機具有結構簡單、制造、使用維護方便、操作可靠、質量低、成本低等優點。此外,異步電動機具有較高的運行效率和良好的工作特性,從空載到全載范圍接近恒定速度運行,可以滿足大多數工業和農業生產機械的傳輸要求。異步電動機主要廣泛應用于大多數工業和農業生產機械、家用電器和醫療設備,如驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、、農副產品加工機械、家用電器和醫療設備。
應用情況:在異步電動機中,更常見的是單相異步電動機和三相異步電動機,其中三相異步電動機是異步電動機的主體,三相異步電動機可用于驅動壓縮機、水泵、破碎機、切割機、運輸機械等機械設備。機械。原動機用于冶金、石油、化工、電站等工礦企業。用于傳動鼓風機、磨煤機、軋機、軋機的電機在訂購時應提供相關的技術資料,并簽訂技術協議,作為電機特殊設計的依據,以確保電機的可靠運行。而單相異步電動機一般用于三相電源不方便的地方,大多數是微電機和小容量電機,應用于減速電機控制家用電器