常用电动机类型及特点.docx

电动机类型及特点同步电机与异步电机区别：（均属交流电机）结构：同步电机和异步电机的定子绕组是相同的，主要区别在于转子的结构同步电机的转子上有直流励 磁绕组，所以需要外加励磁电源，通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组，靠电磁感应产生 电流（又称感应电机）相比之下，同步电机较复杂，造价高应用：同步电机大多用在大型发电机的场合而异步电机则几乎全用在电动机场合同步电机效率较异步 电机稍高，在 2000KW 以上的电动机选型时，一般要考虑是否选用同步电机二、 单相异步电动机与三相异步电动机：单项电动机：当单相正弦电流通过定子绕组时，电机就会产生一个交变磁场，这个磁场的强弱和方向随时 间作正弦规律变化，但在空间方位上是固定的，所以又称这个磁场是交变脉动磁场这个交变脉动磁场可 分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场，当转子静止时，这两个旋转磁场在转子中产生两 个大小相等、方向相反的转矩，使得合成转矩为零，所以电机无法旋转当我们用外力使电动机向某一方 向旋转时（如顺时针方向旋转），这时转子与顺时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子 与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大。

这样平衡就打破了，转子所产生的总的电磁转矩 将不再是零，转子将顺着推动方向旋转起来通常根据电动机的起动和运行方式的特点，将单相异步电动 机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和 运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种区别：三相异步电动机采用 380V 三相供电，单相电机是用 220V 的电源，而且都是小功率的，最大只有 2.2KW 相比于同转速同功率的三相电机，单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大， 成本高，但由于单相电源方便，且调速方便，因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等三、 无刷直流电机1、无刷直流电机：无刷直流电机是永磁式同步电机的一种，而并不是真正的直流电机无刷直流电机不使用机械的电刷 装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性 能上相较一般的传统直流电机有很大优势，是当今最理想的调速电机直流无刷电机由电动机主体和驱动 器组成，在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性，驱动器由功率电子器件和集成电路等构成， 其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信 号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来 控制和调整转速；提供保护和显示等等。

特点：•全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速；•具有传统直流电机的所有优点，同时又取消了碳刷、滑环结构；• 可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载；• 体积小、重量轻、出力大；• 转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小；• 无级调速，调速范围广，过载能力强；• 软启软停、制动特性好，可省去原有的机械制动或电磁制动装置；• 效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20%~60%，仅节电一项一年收回购置成本；• 可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单；• 耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长；• 没有无线电干扰，不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型；• 根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机2、 无刷直流电机与有刷直流电机直流无刷电机和直流电机是2个概念虽然直流无刷电机名字带直流，实际上是不是直流电机从分类上来看，直流电机是一类，而直流无刷电机则属于同步电机1）无刷电机的优点• 无电刷、低干扰：没有了有刷电机运转时产生的电火花，极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰• 噪音低，运转顺畅：没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，发热量低，效率高，噪音低，对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

•寿命长，低维护成本：无刷电机的磨损主要是在轴承上，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护 的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可但有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的（2）从趋势上论，无刷减速电机可能取代有刷减速电机• 适用范围： 无刷电机通常被使用在控制要求比较高，转速比较高的设备上，如航模，精密仪器仪表等对电机转速控制严格，转速达到很高的设备；通常动力设备使用的都是有刷电机，如吹风机，工厂的 电动机，家用的抽油烟机等；• 使用寿命：无刷电机通常使用寿命在几万小时这个数量级，主要取决于轴承的不同；通常有刷电机的 连续工作寿命在几百到1 千多个小时，到达使用极限就需要更换碳刷；• 使用效果：无刷电机通常是数字变频控制，可控性强，从每分钟几转，到每分钟几万转都可以很容易 实现碳刷电机启动以后工作转速恒定，调速不是很容易，串激电机也能达到20000转/秒，但是使用 寿命会比较短• 节能环保方面：相对而言，无刷电机采用变频技术控制的会比串激电机节能很多，最典型的就是变频空调和冰箱• 维修方面：碳刷电机需要更换碳刷，而无刷电机，使用寿命很长，日常维护基本不需要。

• 噪音方面：与是否是有刷电机无关，主要是看轴承和点击内部组件的配合情况3、 无刷直流电机与交流电机无刷直流电机，定子是旋转磁场，拖着转子磁场转动；交流同步电机，也是定子旋转磁场拖着转子磁场转动；它们的不同是，旋转磁场旋转的原因不同：（1）交流同步电机，定子磁场转动的原因是彼此落后 120 度的三相对称交流电，定子磁场的转动是交流电的变化快慢；（2）直流电机，是直流电源不变的恒定电压， 与线圈连接实际位置的改变形成的，而且与线圈连接实际位置的改变是转子转动的快慢；这样，它们的调 速方法就不同：（1）交流同步电机，定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电，定子磁场 的转动是交流电的变化快慢；只要改变交流电变化的快慢，就能改变电机的转速，即变频调速；（2）直流 电机，是直流电源不变的恒定电压，与线圈连接实际位置的改变形成的，而且与线圈连接实际位置的改变 只与转子转动的快慢相关；只要改变转子的转速就可以调速，而转子的转速与电压成正比，改变电压就可 改变转速，即调压调速；直流调速不改变电机的负载性质，而交流调速改变了负载的性质；交流调速（变频），频率不同时， 交流电机的感抗大小不同，负载性质随之改变，是一个极不稳定的系统，很难实现精细调速。

直流调速（变 压），电压不同时，直流电机的电阻大小不变，负载性质不变，是一个非常稳定的系统，很容易实现精细 调速，几个毫伏的电压速度都可以分辨由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体，没有激磁损耗的问题,由于转子中无交变磁通，其转子上既 无铜耗又无铁耗，综合效率比同容量异步电动机高出 10~20%左右（依据功率大小而定）无刷直流电动机 具有高效率、高转矩、高精度的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的机械,同时具有体积小,重量轻, 可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机的所有优点,是当今最理想的调速电机比较：直流电机具有优良的启动特性和调速特性，但造价较高；交流电机造价低，电源方便，但启动 特性和调速特性稍差；4、无刷直流电机与交流伺服电机直流无刷电机：无刷直流电机感应反电动势也是梯形波的无刷直流电机的控制需要位置信息反馈， 必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统控制时各相电流也尽量控制 成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可本质上，无刷直流电机也是一种 永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴交流伺服电机：通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子，感应电动势波形 为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。

永磁同步电机控制系统常采 用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制方式区别：方波和正弦波控制导致的设计理念不同最后明确一个概念，无刷直流电机的所谓“直流变频” 实质上是通过逆变器进行的交流变频，从电机理论上讲，无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似，应 该归类为交流永磁同步伺服电机；但习惯上被归类为直流电机，因为从其控制和驱动电源以及控制对象的 角度看，称之为“无刷直流电机”也算是合适的四、 电机调速1、直流电机调速：转子电路串联电阻（短时调速）、转子电路电压（广泛应用,调节范围0—基速）、改变磁通（只能提高 转速，基速以上，恒功率调速）（1）电压调速：可控电源调速、PWM （脉宽调制）调速（广泛应用）与老式的可控直流电源调速系统相比，PWM调速系统有以下优点：a、 采用全控型器件的PWM调速系统，其脉宽调制电路的开关频率高，因此系统的频带宽，响应速 度快，动态抗扰能力强b、 由于开关频率高，仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电枢电流容易连续，系统的低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，同时电动机的损耗和发热都较小c、 PWM系统中，主电路的电力电子器件工作在开关状态，损耗小，装置效率高，而且对交流电网的影响小，没有晶闸管整流器对电网的“污染”，功率因数高，效率高。

d、主电路所需的功率元件少，线路简单，控制方便目前，受到器件容量的限制，PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速2、交流电机调速：各种常用调速电机的简单比较开关磁阻调速系统通用变频调速系统YCT电磁调連系统电机部分电机结构简单,定 子为集中绕组’转 了-尤绕组及氣方便维护匚定了为分布绕组， 转子为鼠笼条或铸 So定子为分布绕组， 转予为鼠笼条或铸 铝「调速部分为外加电磁转差离合器控制都分控制系统较复杂， 但丄作安全可靠* 不易损坏=控制系统较简单， 但存在桥短路「比逋 危险，已损坏n控制系统最为简 単,但不易损坏"调速范围调速范围宽，调速 出为典：〕〔额定 技如转电机,调速范的为100-2000 转)0调速范用牢，最IL 碉速范 ffl2(lllz-50Hz(额定1和0转电 机，调速范围为硝0 转-150转)°调速范国窄”调速 比为10:1〔词速范 囤•般为130-1300 转八低速性能低速性能姒可实 现100H13定运疔， R低速效率高"低速转矩出力不 隹，存在波幼.且 效率明显触低遠转姮川巧很 差，敷率很低匚系统效率系统效率高，功率 因数高，：K无功功 率很小口系统效率咼，功率 因数同Y系列屯机， 但低速效率低，系统效率差，功率 因数低…其无功功 率很大°空载电就例：淞曙电机额定 转速空载电流为d 5A左右"例’空I沖电机緬定 转速空载电流为4A 左右"例’ 22贾电机额定 转速空城电流为 左右口耗能比较和ii山車恨砧贝第q人 小而变化*员载大 用电多，负報小用 1 1 I # k耗叮竜和员载大小 有一定关系"耗电量和员载大小 无太大关系B启劫能力启动转矩大，启幼电流小°可提供大转矩启 功，但电流很大.启动屯流大，釣为额定电流3-5倍・总结属于最先进的高喘 产品，价•粥较高， 调速系统性能最佳 产品。

属于中躺产品,#格适中，调速系统性能一般产品’属于低端产品，价 格较低.词遠系统 性能最差产品,属 于即将淘汰产品°(1)三相异步电动机a、变极对数调速方法：改变定子绕组的接线方式来改变。