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交流電機(jī)與無刷電機(jī)不同類型的電機(jī)及其用途

2022年07月28日 15:32:51人氣:509來源:深圳市藤倉(cāng)自動(dòng)化有限公司

  購(gòu)買電機(jī)時(shí),經(jīng)常會(huì)問到哪種技術(shù)更好,交流或直流,但事實(shí)是它取決于應(yīng)用和成本。交流電機(jī)在包括速度控制(VSD-變速驅(qū)動(dòng)器)在內(nèi)的許多功能方面都非常靈活,并且與直流電機(jī)相比具有更大的安裝基礎(chǔ),其中一些關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是:

 

  ·啟動(dòng)時(shí)功率需求低

  ·受控加速

  ·運(yùn)行速度可調(diào)

  ·受控啟動(dòng)電流

  ·可調(diào)扭矩限制

  ·減少電源線干擾

 

  VSD的當(dāng)前趨勢(shì)是添加更多特性和可編程邏輯控制(PLC)功能,這增加了優(yōu)勢(shì),但在維護(hù)期間需要更多的技術(shù)專業(yè)知識(shí)。

交流電機(jī)與無刷電機(jī)不同類型的電機(jī)及其用途(圖1)

  交流電機(jī)的類型包括:

 

  同步

 

  在這種類型的電機(jī)中,轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)與供電電流的頻率同步,在變化的負(fù)載下速度保持恒定,因此非常適合以恒定速度驅(qū)動(dòng)設(shè)備,并用于機(jī)器人等高精度定位設(shè)備,儀器儀表、機(jī)器和過程控制。

 

  感應(yīng)(異步)

 

  這種類型的電機(jī)使用來自定子繞組磁場(chǎng)的電磁感應(yīng)在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生電流,從而產(chǎn)生扭矩。這些是見的交流電機(jī)類型,因其負(fù)載能力而對(duì)工業(yè)很重要,單相感應(yīng)電機(jī)主要用于較小的負(fù)載,例如家用電器,而三相感應(yīng)電機(jī)更多地用于工業(yè)應(yīng)用包括壓縮機(jī)、泵、輸送系統(tǒng)和起重裝置。

 

  直流電機(jī)

 

  直流電機(jī)是種廣泛使用的電機(jī),系統(tǒng)(電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器)的初始成本通常低于低功率單元的交流系統(tǒng)。然而,隨著功率的增加,整體維護(hù)成本也會(huì)增加,因此需要加以考慮。直流電機(jī)的速度可以通過改變電源電壓來控制,它們有多種電壓可供選擇,的類型是12和24V。直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是:

 

  ·簡(jiǎn)易安裝

  ·大范圍的速度控制

  ·快速啟動(dòng)、停止、倒車和加速

  ·高啟動(dòng)扭矩

  ·線性速度-扭矩曲線

 

  直流電機(jī)應(yīng)用廣泛,可用于小型工具和電器,直至電動(dòng)汽車、升降機(jī)和起重機(jī)

 

  兩種常見的類型是:

 

  這些是更傳統(tǒng)的電機(jī)類型,通常用于控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單的成本敏感型應(yīng)用,例如消費(fèi)類應(yīng)用和更基本的工業(yè)設(shè)備,這些類型的電機(jī)可以細(xì)分為:

 

  ·串聯(lián)繞組——這是勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組串聯(lián)連接的地方,速度控制是通過改變電源電壓來實(shí)現(xiàn)的,但是,這種類型的速度控制很差,并且隨著電機(jī)扭矩的增加,速度會(huì)下降。應(yīng)用包括汽車、起重機(jī)、升降機(jī)和起重機(jī),因?yàn)樗哂懈邌?dòng)扭矩。

 

  ·并聯(lián)繞組——這種類型有一個(gè)電壓電源,勵(lì)磁繞組與轉(zhuǎn)子繞組并聯(lián),可以提供增加的扭矩,而不會(huì)通過增加電機(jī)電流來降低速度。它具有中等水平的恒速啟動(dòng)扭矩,因此適用于包括車床、真空吸塵器、輸送機(jī)和磨床在內(nèi)的應(yīng)用。

 

  ·復(fù)合繞組——這是串聯(lián)和并聯(lián)的累積,其中并聯(lián)繞組的極性使其添加到串聯(lián)場(chǎng)。該機(jī)型啟動(dòng)力矩大,負(fù)載變化小也能平穩(wěn)運(yùn)行,用于驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)、變頭離心泵、旋轉(zhuǎn)壓力機(jī)、圓鋸、剪板機(jī)、升降機(jī)和連續(xù)輸送機(jī)。

 

  ·永磁體——顧名思義,永磁體不是電磁體,而是用于精確控制和低扭矩的應(yīng)用,例如機(jī)器人、伺服系統(tǒng)。

交流電機(jī)與無刷電機(jī)不同類型的電機(jī)及其用途(圖2)

  無刷電機(jī):

 

  無刷電機(jī)緩解了與更常見的有刷電機(jī)相關(guān)的一些問題(高使用應(yīng)用的壽命短),并且在機(jī)械設(shè)計(jì)上更簡(jiǎn)單(沒有電刷)。電機(jī)控制器使用霍爾效應(yīng)傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置,控制器可以通過轉(zhuǎn)子線圈中的電流精確控制電機(jī)以調(diào)節(jié)速度。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、維護(hù)少、效率高(85-90%),缺點(diǎn)是初始成本較高、控制器較復(fù)雜。這些類型的電機(jī)通常用于速度和位置控制,以及需要可靠性和耐用性的應(yīng)用,例如風(fēng)扇、泵和壓縮機(jī)。

 

  無刷設(shè)計(jì)的一個(gè)例子是步進(jìn)電機(jī),它主要用于開環(huán)位置控制,從打印機(jī)到工業(yè)應(yīng)用,如高速拾放設(shè)備。

 

  無刷電機(jī)也可配備反饋裝置,允許控制電機(jī)的速度、扭矩和位置以及智能電子控制所有三者,因此,如果需要更大的扭矩來快速加速到某個(gè)速度,則提供更多的電流,這些被稱為無刷伺服電機(jī)。

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