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棋牌游戏平台十大排名直流电机的结构

  第9章 电机 9.1 9.2 9.3 9.4 直流电机 交流电机 控制电机 技能训练 9.1 直流电机 定义输出或输入为直流电能的旋转电机称为直流电机,它能 实现直流电能和机械能互相转换。直流电机可分为直流电动机和直 流发电机,直流发电机将机械能转换为电能,而直流电动机将电能 转换为机械能。 本节主要介绍直流电机的结构和分类,对其原理不作介绍。 1、直流电机的结构 正面图 剖面图 (1)定子 主磁极:其作用是用来产生主磁场。 换向极:其作用是用来改善电枢电流的换向性能,棋牌游戏平台十大排名使电机运行 时电刷下不产生有害的火花。 机座:机座分磁轭和底脚两部分。磁轭的作用是用来固定主磁 极和换向极,同时作为直流电机磁路的一部分。底脚的作用是将整 个直流电机固定在地基上。 端盖:端盖上有轴承,转子在轴承中旋转,端盖固定在机座的 两端,使直流电机组成一个整体。 电刷装置:用来引入或引出直流电压和直流电流。 (2)转子 电枢铁心:是主磁路的主要部分,同时用以嵌放电枢绕组。 电枢绕组:作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进 行能量变换的关键部件。 换向器:又称为整流子,对直流电动机而言,换向器配以电刷, 能将外加直流电源转换为电枢绕组中的交变电流,使电磁转矩的方 向恒定不变。对直流发电机而言,换向器配以电刷,能将电枢绕组 中感应产生的交变电动势转换为正、负电刷上引出的直流电动势。 换向器是由许多换向片组成的圆柱体,换向片之间用云母片绝缘。 2、直流电机的分类 直流电机种类很多,分类方法也各不相同。按结构主要分为直 流电动机和直流发电机;按类型主要分为直流有刷电机和直流无刷 电机。但通常是按励磁方式来分类,因为励磁方式不同,其特性也 不同。 (1)他励直流电机 (2)并励直流电机 (3)串励直流电机 (4)复励直流电机 不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动 机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式,直流发电机的主要 励磁方式是他励式、并励式和和复励式。 9.2 交流电机 用于实现机械能和交流电能相互转换的机械称为交流电机。 交流电机按功能通常分为交流发电机、交流电动机和同步调相 机几大类,按品种分为同步电机、异步电机两大类。无论哪一种交 流电机都既可做发电机运行,也可做电动机运行。 同步电机具有效率高、过载能力强等优点,但制造工艺复杂、 启动困难、运行维护复杂,所以多用于特殊场合,比如用做发电机 或拖动大负载等。异步电机具有构造简单、价格便宜、工作可靠、 坚固耐用、使用和维护方便等优点,因此得到了广泛的应用。 本节主要介绍三相异步电动机的结构、技术数据及选择,对其 工作原理不做介绍。 1、三相异步电动机的结构 1-定子;2-转子;3-风扇;4-罩壳;5-接线)定子 定子是由定子铁心、定子绕组和机座组成。 机座用铸铁或铸钢制成,其作用是固定铁心和绕组。 定子铁心由厚度为0.35~0.5mm的相互绝缘的硅钢片叠加而成, 以减小损耗。硅钢片内圆上有均匀分布的槽,其作用是嵌放对称的 三相绕组,对称的三相定子绕组U1—U2、V1—V2、Wl—W2按一 定规律嵌放在槽中。六个引线再引到机座外侧的接线盒上,就可以 根据三相电源电压的不同,方便的接成星形或三角形。 星形接法 三角形接法 (2)转子 转子是由转子铁心、转子绕组和转轴组成。 转子铁心也是由厚度为0.35~0.5mm的相互绝缘的硅钢片叠加而 成,硅钢片内圆上有均匀分布的槽,其作用是嵌放转子绕组,铁心 装在转轴上,轴上加机械负载。 根据构造上的不同,转子可分为两种形式:鼠笼式转子和绕线 式转子。 鼠笼式转子的绕组做成鼠笼状,就是指转子铁心的槽中放铜条, 其两端用端环连接。或者在槽中浇铸铝液,铸成一鼠笼,这样便可 以用相对便宜的铝代替铜,同时制造也快。 鼠笼绕组 铸铝转子 绕线式转子的绕组与定子绕组一样,也是三相的,一般接成星 形联结。每相的始端连接在三个铜制的相互绝缘的滑环上,滑环固 定在转轴上。滑环上用弹簧压着碳质电刷,起动电阻和调速电阻借 助于电刷与滑环和转子绕组相连接。 绕线、三相异步电动机的技术数据 每台电动机的机座上都装有一块铭牌,铭牌上标注着该电动机 的主要性能和技术数据,它是选择电动机的主要依据。以Y132M-4 型电动机为例,其铭牌数据包括型号、功率、频率、电压、电流、 接法、转速、绝缘等级、工作方式、功率因数、效率和重量等。 型号:Y132M-4 电压:380V 转速:1440r/min 功率因数:0.85 功率:7.5KW 电流:15.4A 绝缘等级:B 效率:87% 频率:50Hz 接法:△ 工作方式:连续 重量:55Kg (1)型号 Y 132 M 机座长度代号 4 磁极数 三相异步电动机 机座中心高(mm) 机座长度代号:S-短机座,M-中机座,L-长机座。 异步电动机的代号及其用途 产品名称 鼠笼式异步电动机 绕线式异步电动机 鼠笼式防爆型异步电动机 起重冶金用鼠笼式异步电 动机 起重冶金用绕线式异步电 动机 高起动转矩鼠笼式异步电 动机 代号 Y YR YB YZ YZR YQ 主要用途 一般用途,如水泵、风扇、金属切割机床等 用于电源容量较小,不足以起动鼠笼式电动 机,或要求较大起动转矩及需要小范围调速 的场合 用于有爆炸性气体的场合 用于起重机械或冶金机械 用于起重机械或冶金机械 用于起动静止负载或惯性较大的机械,如压 缩机等 (2)电压 铭牌上所标的电压值是指电动机在额定运行时定子绕组上应加 的线电压值。一般规定电动机的电压不应高于或低于额定值的5%。 若所加电压较额定电压高出许多,将使励磁电流大大增加,从 而使定子铁心过热。若所加电压低于额定电压时,会引起转速下降, 电流增加。如果在满载或接近满载的情况下,电流的增加将超过额 定值,使绕组过热。 三相异步电动机的额定电压有380V、3000V及6000V等多种。 (3)电流 铭牌上所标的电流值是指电动机在额定运行时定子绕组的线电 流值。 当电动机空载时,转子转速接近于旋转磁场的转速,两者之间 相对转速很小,所以转子电流近似为零,这时定子电流几乎全为建 立旋转磁场的励磁电流。当输出功率增大时,转子电流和定子电流 都随着相应增大。 (4)功率和效率 铭牌上所标的功率值是指电动机在规定的环境温度下,在额定 运行时电极轴上输出的机械功率值。电动机从电源取用的功率称为 输入功率 P1 ,效率 ? 是输出功率 P2 与输入功率 P1 的比值, P2 即 ?? 。 P 1 输出功率与输入功率不等,其差值等于电动机本身的损耗功率, ? ?1 包括铜损、铁损及机械损耗等,故效率 。一般鼠笼式电动机 在额定运行时的效率约为72%~93%。 以Y132M-4型电动机为例: Ul Il cos? ? 3 ? 380 ?15.4 ? 0.85 ? 8.62kW 输入功率 P 1 ? 3 输出功率 P2 ? 7.6kW P2 7.6 ?? ? ?100% ? 88.2% 效率 P 8.62 1 (5)功率因数 因为电动机是电感性负载,定子相电流比相电压滞后一个?角, cos?就是电动机的功率因数。 三相异步电动机的功率因数较低,在 额定负载时约为0.7~0.9,而在轻载和空载时更低,空载时只有 0.2~0.3。 选择电动机时应注意其容量,防止“大马拉小车”,并力求缩 短空载时间。 (6)转速 由于生产机械对转速的要求不同,故需要生产不同磁极数的异 步电动机,因此有不同的转速等级。转速即电动机额定运行时的转 子转速,单位为转/分,最常用的是四个级的(n0=1500r/min)。 (7)绝缘等级 绝缘等级是按电动机绕组所用的绝缘材料在使用时容许的极限 温度来分级的,所谓极限温度是指电机绝缘结构中最热点的最高容 许温度。 绝缘等级 A E B F H C 极限温度( C ) 105 C 120 C 130 C 155 C 180 C ? 180 C (8)工作方式 异步电动机的工作方式分八类,用字母S1~S8表示: S1表示连续工作方式,允许在额定情况下连续长期运行,如水 泵、通风机、机床等设备所用的异步电动机。 S2表示短时工作方式,是指电动机工作时间短而停车时间长的 工作方式,如水坝闸门的启闭,机床中尾架、横梁的移动和夹紧等。 S3表示断线周期性工作方式,其周期由一个额定负载时间和一 个停止时间组成,如吊车、起重机等。 9.3 控制电机 在各种自动控制系统和计算装置中,广泛使用许多具有特殊功 能的小容量电价作为执行、监测和解算元件,这类电机统称为控制 电机,其主要功能是转换和传递信号。 根据在自动控制系统中的作用,控制电机基本上可划分为信号 元件和功率元件两大类。但凡用来转换信号的都称为信号元件,比 如直流测速发电机、交流测速发电机、自整角电机和旋转变压器等; 但凡把信号转换成输出功率或把电能转换成机械能的都称为功率元 件,比如直流伺服电动机、交流伺服电动机、步进电动机(简称步 进电机)、低速同步电动机等。 由于控制电机在自动控制系统中的重要作用,所以除了要求控 制电机体积小、重量轻、耗电少外,还必须具有高可靠性、高精度、 快速响应等特点。 1、伺服电动机 伺服电动机又称为执行电动机,在自动控制系统中,它作为执 行元件,具有服从控制信号的要求而动作的职能。在讯号到来之前, 转子静止不动;讯号到来时,转子立即转动;当讯号消失时,转子 即能自行停转。 很显然,它的作用是把输入的电压信号转换为转轴上的角位移 或角速度输出。改变控制电压的大小和方向,就可以改变伺服电动 机的转速和转动的方向。 伺服电动机按其使用电源性质不同,可分为直流伺服电动机和 交流伺服电动机两大类。 (1)直流伺服电动机 直流伺服电动机即用直流电信号控制的伺服电动机,它实际上 是一台他励式直流电动机,其励磁绕组由外施恒压的直流电源励磁 或为永磁磁极。 直流伺服电动机可分为有刷和无刷电机。 (2)交流伺服电动机 交流伺服电动机主要由定子和转子两部分组成。定子的结构与 旋转变压器的定子基本相同,在定子铁心中也安放着空间互成90度 电角度的两相绕组。转子有两种基本结构形式:一种是笼形转子, 与普通异步电动机的笼形转子相似,只不过为了减少转子的转动惯 量,在外形上做得细而长;另一种是非磁性空心杯形转子,此种转 子的空气隙较大,所需励磁电流较大,因而功率因数和效率都低。 交流伺服电动机属于无刷电机,分同步和异步电机,目前运动 控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。 2、步进电机 步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或直线位移的控制电机。 在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的 频率和脉冲数,而不受负载变化的影响。当步进驱动器接收到一个 脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度, 称为“步距角”,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以 通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的。同 时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达 到调速的目的。所以,步进电机又称为脉冲电动机。 步进电机的工作过程 步进电机和普通电机的区别主要就在于其脉冲驱动的形式,正 由于这个特点,步进电机可以和现代数字控制技术相结合。 在精度要求不是特别高的场合可以使用步进电机,以发挥其结 构简单、可靠性高和成本低的特点,目前步进电机广泛应用在各种 自动化控制系统中。其最大的应用是在数控机床的制造中,因为步 进电机不需要A/D转换,能直接将数字脉冲信号转化成角位移,所 以被称为理想的数控机床执行元件。除了在数控机床上的应用,同 步电机也可以用在其他机械上,比如作为自动送料机中的马达、绘 图仪、自动记录仪、监测仪表等。随着微电子和计算机技术的发展, 步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。

时间:2020-07-09 14:46