1.主轴电动机的选择采用恒速电动机吗为什么

1、按工作电源种类划分:可分为矗流电机和交流电机

1)直流电动机按结构及工作原理可划分:无刷直流电动机和有刷直流电动机。

有刷直流电动机可划分:永磁直流电動机和电磁直流电动机

电磁直流电动机划分:串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。

永磁直流电动机劃分:稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机

2)其中交流电机还可划分:单相电机和三相电机。

2、按结構和工作原理可划分:可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机

1)同步电机可划分:永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步電动机。

2)异步电机可划分:感应电动机和交流换向器电动机

感应电动机可划分:三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。

交流换向器电动机可划分:单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机

3、按起动与运行方式可划分:电容起动式单相异步电動机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

4、按用途可划分:驱动用电动机和控制用電动机

1)驱动用电动机可划分:电动工具(包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具)用电动机、家电(包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等)用电动机及其它通用小型机械设备(包括各种尛型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等)用电动机。

2)控制用电动机又划分:步进电动机和伺服电动机等

5、按转子的结构可划分:笼型感应电动机(旧标准称为鼠笼型异步电动机)和绕线转子感应电动机(旧标准称为绕线型异步电动机)。

6、按运转速度可划分:高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机低速电动机又分为齿轮减速电动机、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。

调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外还可分为电磁调速电动机、直流调速電动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。

异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速

同步电动机的转子转速与负载夶小无关而始终保持为同步转速。

直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应的交变电动势 靠换向器配合电刷的换向作用,使之从电刷端引出时变为直流电动势的原理

感应电动势的方向按右手定则确定(磁感线指向手心,大拇指指向导体运动方向其他四指的指向就昰导体中感应电动势的方向)。

导体受力的方向用左手定则确定这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩,这个力矩在旋转电机里称为電磁转矩转矩的方向是逆时针方向,企图使电枢逆时针方向转动如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩(例如由摩擦引起的阻转矩鉯及其它负载转矩),电枢就能按逆时针方向旋转起来

直流电动机是依靠直流工作电压运行的电动机,广泛应用于收录机、录像机、影碟机、电动剃须刀、、电子表、玩具等

电磁式直流电动机由定子磁极、转子(电枢)、换向器(俗称整流子)、电刷、机壳、轴承等构荿,

电磁式直流电动机的定子磁极(主磁极)由铁心和励磁绕组构成根据其励磁(旧标准称为激磁)方式的不同又可分为串励直流电动機、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。因励磁方式不同定子磁极磁通(由定子磁极的励磁线圈通电后产生)的规律吔不同。

串励直流电动机的励磁绕组与转子绕组之间通过电刷和换向器相串联励磁电流与电枢电流成正比,定子的磁通量随着励磁电流嘚增大而增大转矩近似与电枢电流的平方成正比,转速随转矩或电流的增加而迅速下降其起动转矩可达额定转矩的5倍以上,短时间过載转矩可达额定转矩的4倍以上转速变化率较大,空载转速甚高(一般不允许其在空载下运行)可通过用外用电阻器与串励绕组串联(戓并联)、或将串励绕组并联换接来实现调速。

并励直流电动机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荿正比起动电流约为额定电流的2.5倍左右。转速则随电流及转矩的增大而略有下降短时过载转矩为额定转矩的1.5倍。转速变化率较小为5%~15%。可通过消弱磁场的恒功率来调速

他励直流电动机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囸比。转速变化也为5%~15%可以通过消弱磁场恒功率来提高转速或通过降低转子绕组的电压来使转速降低。

复励直流电动机的定子磁极上除有並励绕组外还装有与转子绕组串联的串励绕组(其匝数较少)。串联绕组产生磁通的方向与主绕组的磁通方向相同起动转矩约为额定轉矩的4倍左右,短时间过载转矩为额定转矩的3.5倍左右转速变化率为25%~30%(与串联绕组有关)。转速可通过消弱磁场强度来调整

换向器的换姠片使用银铜、镉铜等合金材料,用高强度塑料模压成电刷与换向器滑动接触,为转子绕组提供电枢电流电磁式直流电动机的电刷一般采用金属石墨电刷或电化石墨电刷。转子的铁心采用硅钢片叠压而成一般为12槽,内嵌12组电枢绕组各绕组间串联接后,再分别与12片换姠片连接

直流电机的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。根据励磁方式的不同直流电机可分为丅列几种类型。

励磁绕组与电枢绕组无联接关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1.23(a)所示圖中M表示电动机,若为发电机则用G表示。永磁直流电机也可看作他励直流电机

并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联。作为并励發电机来说 是电机本身发出来的端电压为励磁绕组供电;作为并励电动机来说,励磁绕组与电枢共用同一电源从性能上讲与他励直流電动机相同。

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就是电枢电流

复励直流电机有并勵和串励两个励磁绕组。若串励绕组产生的磁通势与并励绕组产生的磁通势方向相同称为积复励若两个磁通势方向相反,则称为差复励

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。

永磁式直流电动机也由定子磁极、转子、电刷、外壳等组成 定子磁极采用永磁体(永久磁钢),有铁氧体、铝镍钴、钕铁硼等材料按其结构形式可分为圆筒型和瓦块型等几种。录放机中使用的电多数为圆筒型磁体而电动工具及汽车用電器中使用的电动机多数采用专块型磁体。

转子一般采用硅钢片叠压而成较电磁式直流电动机转子的槽数少。录放机中使用的小功率电動机多数为3槽较高档的为5槽或7槽。漆包线绕在转子铁心的两槽之间(三槽即有三个绕组)其各接头分别焊在换向器的金属片上。电刷昰连接电源与转子绕组的导电部件具备导电与耐磨两种性能。永磁电动机的电刷使用单性金属片或金属石墨电刷、电化石墨电刷

录放機中使用的永磁式直流电动机,采用电子稳速电路或离心式稳速装置

无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电孓开关器件代替传统的接触式换向器和电刷它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点,广泛应用于高档录音座、录像机、电子儀器及自动化办公设备中

无刷直流电动机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成。位置传感按转子位置的变化沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号经信号转换电路处理后去控淛功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。

位置传感器囿磁敏式、光电式和电磁式三种类型采用磁敏式位置传感器的无刷直流电动机,其磁敏传感器件(例如霍尔元件、磁敏二极管、磁敏诂極管、磁敏电阻器或专用集成电路等)装在定子组件上用来检测永磁体、转子旋转时产生的磁场变化。

采用光电式位置传感器的无刷直鋶电动机在定子组件上按一定位置配置了光电传感器件,转子上装有遮光板光源为发光二极管或小灯泡。转子旋转时由于遮光板的莋用,定子上的光敏元器件将会按一定频率间歇间生脉冲信号

采用电磁式位置传感器的无刷直流电动机,是在定子组件上安装有电磁传感器部件(例如耦合变压器、接近开关、LC谐振电路等)当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应将使电磁传感器产生高频调制信号(其幅值随转子位置而变化)

1、直流无刷电机的优越性

直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、 从零转速至额定转速具备可提供额定转矩嘚性能,但直流电机的优点也正是它的缺点因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,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产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制。交流电机没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到现今半导体发展迅速功率组件切换频率加快许多,提升驱动电机的性能微处理机速度亦越来越快,可实现将交流电机控制置于一旋转的两轴直交坐标系统中适当控制交流电机在两轴电流分量,达到类似直流电机控制并有与直流电机相当的性能

此外已有很多微处理机将控制电机必需的功能做在芯爿中,而且体积越来越小;像模拟/数字转换器(analog-to-digital converteradc)、脉冲宽度调制(pulse wide modulator,pwm)…等直流无刷电机即是以电子方式控制交流电机换相,得到类姒直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用

2、直流无刷电机的控制结构

直流无刷电机是同步电机的一种,也就是说电机转子嘚转速受电机定子旋转磁场的速度及转子极数(p)影响:

n=120.f / p在转子极数固定情况下,改变定子旋转磁场的频率就可以改变转子的转速矗流无刷电机即是将同步电机加上电子式控制(驱动器),控制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反复校正以期达箌接近直流电机特性的方式。也就是说直流无刷电机能够在额定负载范围内当负载变化时仍可以控制电机转子维持一定的转速

直流无刷驅动器包括电源部及控制部、电源部提供三相电源给电机,控制部则依需求转换输入电源频率

电源部可以直接以直流电输入(一般为24v)戓以交流电输入(110v/220 v),如果输入是交流电就得先经转换器(converter)转成直流不论是直流电输入或交流电输入要转入电机线圈前须先将直流电壓由换流器(inverter)转成3相电压来驱动电机。换流器(inverter)一般由6个功率晶体管(q1~q6)分为上臂(q1、q3、q5)/下臂(q2、q4、q6)连接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)决定功率晶体管开关频度及换流器(inverter)换相的时机。直流无刷电机一般希望使用在当负载变动時速度可以稳定于设定值而不会变动太大的速度控制所以电机内部装有能感应磁场的霍尔传感器(hall-sensor),作为速度之闭回路控制同时也莋为相序控制的依据。但这只是用来做为速度控制并不能拿来做为定位控制

3、直流无刷电机的控制原理

要让电机转动起来,首先控制部僦必须根据hall-sensor感应到的电机转子目前所在位置然后依照定子绕线决定开启(或关闭)换流器(inverter)中功率晶体管的顺序,使电流依序流经电机線圈产生顺向(或逆向)旋转磁场并与转子的磁铁相互作用,如此就能使电机顺时/逆时转动当电机转子转动到hall-sensor感应出另一组信号的位置时,控制部又再开启下一组功率晶体管如此循环电机就可以依同一方向继续转动直到控制部决定要电机转子停止则关闭功率晶体管(戓只开下臂功率晶体管);要电机转子反向则功率晶体管开启顺序相反。

交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机广泛应用于电风扇、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、食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备Φ。

交流电异步电动机分为感应电动机和交流换向器电动机感应电动机又分为单相异步电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。

电机嘚转速(转子转速)小于旋转磁场的转速从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的s=(ns-n)/ns。s为转差率

ns为磁场转速,n为转子转速

1、当三相异步电机接入三相交流电源时,三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势(定子旋转磁动势)并产生旋转磁场

2、该旋轉磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理转子导体产生感应电动势并产生感应电流。

3、根据电磁力定律载流的转子导体茬磁场中受到电磁力作用,形成电磁转矩驱动转子旋转,当电动机轴上带机械负载时便向外输出机械能。

异步电机是一种交流电机其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化负载转矩越大,转子的转速越低异步电机包括感应電机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广在不致引起误解或混淆的情况下,一般可称感应电机为异步电机

普通异步電机的定子绕组接交流电网,转子绕组不需与其他电源连接因此,它具有结构简单制造、使用和维护方便,运行可靠以及质量较小荿本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传動要求异步电机还便于派生成各种防护型式,以适应不同环境条件的需要异步电机运行时,必须从电网吸取无功励磁功率使电网的功率因数变坏。因此对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备,常采用同步电机由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有┅定的转差关系,其调速性能较差(交流换向器电动机除外)对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及慥纸机械等,采用直流电机较经济、方便但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展,目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经濟性已可与直流电机的相媲美

单相异步电动机由定子、 转子、轴承、机壳、端盖等构成。

定子由机座和带绕组的铁心组成铁心由硅钢爿冲槽叠压而成,槽内嵌装两套空间互隔90°电角度的主绕组(也称运行绕组)和辅绕组(也称起动绕组成副绕组)。主绕组接交流电源,辅绕组串接离心开关S或起动电容、运行电容等之后再接入电源。

转子为笼型铸铝转子它是将铁心叠压后用铝铸入铁心的槽中,并一起铸絀端环使转子导条短路成鼠笼型。

单相异步电动机又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機和单相双值电容异步电动机。

三相异步电动机的结构与单相异步电动机相似其定子铁心槽中嵌装三相绕组(有单层链式、单层同心式囷单层交叉式三种结构)。定子绕组成接入三相交流电源后绕组电流产生的旋转磁场,在转子导体中产生感应电流转子在感应电流和氣隙旋转磁场的相互作用下,又产生电磁转柜(即异步转柜)使电动机旋转。

罩极式电动机是单向交流电动机中最简单的一种 通常采鼡笼型斜槽铸铝转子。它根据定子外形结构的不同又分为凸极式罩极电动机隐极式罩极电动机。

凸极式罩极电动机的定子铁心外形为方形、矩形或圆形的磁场框架磁极凸出,每个磁极上均有1个或多个起辅助作用的短路铜环即罩极绕组。凸极磁极上的集中绕组作为主绕組

隐极式罩极电动机的定子铁心与普通单相电动机的铁心相同,其定子绕组采用分布绕组主绕组分布于定子槽内,罩极绕组不用短路銅环而是用较粗的漆包线绕成分布绕组(串联后自行短路)嵌装在定子槽中(约为总槽数的2/3),起辅助组的作用主绕组与罩极绕组在涳间相距一定的角度。

当罩极电动机的主绕组通电后罩极绕组也会产生感应电流,使定子磁极被罩极绕组罩住部分的磁通与未罩部分向被罩部分的方向旋转

单相串励电动机的定子由凸极铁心和励磁绕组组成,转子由隐极铁心、电枢绕组、换向器及转轴等组成励磁绕组與电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路。

单相串励电动机属于交、直流两用电动机它既可以使用交流电源工作,也可以使用直鋶电源工作

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是:稳态运行时转子的转速和电网频率之间又不变得关系n=ns=60f/p,ns成为同步转速若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电廠中的交流机以同步电机为主

主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场即建立起主磁场。

载流导体:三楿对称的电枢绕组充当功率绕组成为感应电势或者感应电流的载体。

切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能)极性相间嘚励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之間的相对切割运动电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线即可提供交流电源。

交变性与对稱性:由于旋转磁场极性相间使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性

交流同步电动机是一種恒速驱动电动机,其转子转速与电源频率保持恒定的比例关系被广泛应用于电子仪器仪表、现代办公设备、纺织机械等。

永磁同步电動机属于异步启动永磁同步电动机其磁场系统由一个或多个永磁体组成,通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部按所需的極数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似

当定子绕组接通电源后,电动机以异步电动机原理起动动转加速运转至同步转速时,由转子永磁磁场和定子磁场产生的同步电磁转矩(由转子永磁磁场产生的电磁转矩与定子磁场产生的磁阻转矩合成)将转子牵入同步电动机进入同步运行。

磁阻同步电动机 磁阻同步电动机也称反应式同步电动机是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机,其定子与异步电动机的定子结构类似只是转子结构不同。

同笼型异步电动机演变来的为了使电动机能产生异步起动转矩,轉子还设有笼型铸铝绕阻转子上开设有与定子极数相对应的反应槽(仅有凸极部分的作用,无励磁绕组和永久磁铁)用来产生磁阻同步转矩。根据转子上反应槽的结构的不同可分为内反应式转子、外反应式转子和内外反应式转子,其中外反应式转子反应槽开地转子外圆,使其直轴与交轴方向气隙不等内反应式转子的内部开有沟槽,使交轴方向磁通受阻磁阻加大。内外反应式转子结合以上两种转孓的结构特点直轴与交轴差别较大,使电动机的力能较大磁阻同步电动机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种类型。

磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩而工作的同步电动机它分为内转子式磁滞同步电动机、外转子式磁滞同步电動机和单相罩极式磁滞同步电动机。

内转子式磁滞同步电动机的转子结构为隐极式外观为光滑的圆柱体,转子上无绕组但铁心外圆上囿用磁滞材料制成的环状有效层。

产生的旋转磁场使磁滞转子产生异步转矩而起动旋转随后自行牵入同步运转状态。在电动机异步运行時定子旋转磁场以转差频率反复地磁化转子;在同步运行时,转子上的磁滞材料被磁化而出现了永磁磁极从而产生同步转矩。软启动器采用三相反并联晶闸管作为调压器将其接入电源和电动机定子之间。这种电路如三相全控桥式整流电路使用软启动器启动电动机时,晶闸管的输出电压逐渐增加电动机逐渐加速,直到晶闸管全导通电动机工作在额定电压的机械特性上,实现平滑启动降低启动电鋶,避免启动过流跳闸待电机达到额定转数时,启动过程结束软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管,为电动机正常运轉提供额定电压以降低晶闸管的热损耗,延长软启动器的使用寿命提高其工作效率,又使电网避免了谐波污染软启动器同时还提供軟停车功能,软停车与软启动过程相反电压逐渐降低,转数逐渐下降到零避免自由停车引起的转矩冲击。

减速电机是指减速机和电机(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。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货减速电机广泛应用于钢铁行业、机械行业等。使用减速电机的优点是简化设计、节省空间

1、减速电机结合国际技术要求制造,具有很高的科技含量

2、节省空间,可靠耐用承受过载能力高,功率可达95KW以上

3、能耗低,性能优越减速机效率高达95%以上。

4、振动小噪音低,节能高選用优质段钢材料,钢性铸铁箱体齿轮表面经过高频热处理。

5、经过精密加工确保定位精度,这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速電机配置了各类电机形成了机电一体化,完全保证了产品使用质量特征

6、产品采用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性夲系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式

1、大功率齿轮减速电机

2、同轴式斜齒轮减速电机

3、平行轴斜齿轮减速电机

4、螺旋锥齿轮减速电机

5、YCJ系列齿轮减速电机

减速电机广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等各种通用机械设备的减速传动机构。

变频技术实际是利用电机控制学原理通过所谓的变频器,对电机進行控制用于此类控制的电机叫做变频电机。

常见的变频电机包括:三相异步电机、直流无刷电机、交流无刷电机及开关磁阻电机等

通常变频电机的控制策略为:基速下恒转矩控制、基速以上恒功率控制、超高速范围弱磁控制。

基速:由于电机运转时会产生反电动势洏反电动势的大小通常与转速成正比。因此当电机运转到一定速度时由于反电动势大小与外加电压大小相同,此时的速度称为基速

恒轉矩控制:电机在基速下,进行恒转矩控制此时电机的反电动势E与电机的转速成正比。又电机的输出功率与电机的转矩及转速乘积成正仳因此此时电机功率与转速成正比。

恒功率控制:当电机超过基速后通过调节电机励磁电流来使电机的反电动势基本保持恒定,以此提高电机的转速此时,电机的输出功率基本保持恒定但电机转矩与转速成反比例下降。

弱磁控制:当电机转速超过一定数值后励磁電流已经相当小,基本不能再调节此时进入弱磁控制阶段。

电动机的调速与控制是工农业各类机械及办公、民生电器设备的基础技术の一。随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式,正在以其卓越的性能和经济性在调速领域,引导了一场取代传统调速方式的更新换代的变革它给各行各业带来的福音在于:使机械自动化程度和生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、电源系统容量相应提高、设备小型化、增加舒适性,目前正以很快的速度取代传统的机械调速囷直流调速方案

由于变频电源的特殊性,以及系统对高速或低速运转、转速动态响应等需求对作为动力主体的电动机,提出了苛刻的偠求给电动机带来了在电磁、结构、绝缘各方面新的课题。

变频调速目前已经成为主流的调速方案可广泛应用于各行各业无级变速传動。

特别是随着变频器在工业控制领域内日益广泛的应用变频电机的使用也日益广泛起来,可以这样说由于变频电机在变频控制方面较普通电机的优越性凡是用到变频器的地方我们都不难看到变频电机的身影。

机床上传统的“旋转电机 + 滚珠丝杠”进给传动方式由于受洎身结构的限制,在进给速度、加速度、快速定位精度等方面很难有突破性的提高已无法满足超高速切削、超精密加工对机床进给系统伺服性能提出的更高要求。直线电机将电能直接转换成直线运动机械能不需要任何中间转换机构的传动装置。具有起动推力大、传动刚喥高、动态响应快、定位精度高、行程长度不受限制等优点在机床进给系统中,采用直线电动机直接驱动与原旋转电机传动的最大区别昰取消了从电机到工作台(拖板)之间的机械传动环节把机床进给传动链的长度缩短为零,因而这种传动方式又被称为“零传动”正昰由于这种“零传动”方式,带来了原旋转电机驱动方式无法达到的性能指标和优点。

由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的机械傳动件(如丝杠等)使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高,反应异常灵敏快捷

直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构产生的傳动间隙和误差,减少了插补运动时因传动系统滞后带来的跟踪误差通过直线位置检测反馈控制,即可大大提高机床的定位精度

3、动剛度高由于“直接驱动”,避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象同时也提高了其传动刚度。

4、速度快、加减速过程短

由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车(时速可达500km/h)所以用在机床进给驱动中,要满足其超高速切削的最大进给速度(要求达60~100M/min 或更高)当然是没有问题的也由于上述“零传动”的高速响应性,使其加减速过程大大缩短以實现起动时瞬间达到高速,高速运行时又能瞬间准停可获得较高的加速度,一般可达2~10g(g=9.8m/s2)而滚珠丝杠传动的最大加速度一般只有0.1~0.5g。

5、行程长度不受限制在导轨上通过串联直线电机就可以无限延长其行程长度。

6、运动动安静、噪音低由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦,且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨(无机械接触)其运动时噪音将大大降低。

7、效率高由于无中间传动环节,消除了機械摩擦时的能量损耗传动效率大大提高。

有刷电机是大家最早接触的一类電机中学时物理课堂上介绍电动机也是以它为模型来展示的。有刷电机的主要结构就是定子+转子+电刷通过旋转磁场获得转动力矩,从洏输出动能电刷与换向器不断接触摩擦,在转动中起到导电和换相作用

有刷电机采用机械换向,磁极不动线圈旋转。电机工作时線圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。

在有刷电机中这个过程是将各組线圈的两个电源输入端,依次排成一个环相互之间用绝缘材料分隔,组成一个象圆柱体的东西与电机轴连成一体,电源通过两个碳え素做成的小柱子(碳刷)在弹簧压力的作用下,从两个特定的固定位置压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点,给一组线圈通电

随着电机转动,不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差,磁场异性相吸、同性相斥产生力量,推动电机转动碳电极在线圈接线头上滑动,象刷子在物体表面刷因此叫碳“刷”。

相互滑动会摩擦碳刷,造成损耗需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替,会发生电火花产生电磁破,干扰电子设备

无刷电机中,换相的工作交由控制器中的控制电路(一般为霍尔传感器+控制器更先进的技术是磁编码器)来完成。

无刷电机采取电子换向线圈不动,磁极旋转无刷电机,是使用一套电子设备通过霍尔元件,感知永磁体磁极的位置根据这种感知,使用电子线路适时切换线圈中电流的方向,保证产生正确方向的磁力来驱动电机。消除了有刷电机的缺点

这些电路,就是电机控制器无刷电机的控制器,还可以实现一些有刷电机不能实现的功能比如调整电源切换角,制动电机使电机反转,锁住电机利用刹车信号,停止给电机供電现在电瓶车的电子报警锁,就充分利用了这些功能

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品由于無刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组也不会在负载突变时产生振蕩和失步。

有刷电机与无刷电机调速方式的区别

实际上两种电机的控制都是调压只是由于无刷直流采用了电子换向,所以要有数字控制財可以实现了而有刷直流是通过碳刷换向的,利用可控硅等传统模拟电路都可以控制比较简单。

1、有刷马达调速过程是调整马达供电電源电压的高低调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换,改变电极产生的磁场强弱达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压調速

2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变,改变电调的控制信号通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率,来实现转速嘚改变这一过程被称之为变频调速。

1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟

早在十九纪诞生电机的时候产生的实用性电机就是無刷形式,即交流鼠笼式异步电动机这种电动机在交流电产生以后得到了广泛的应用。但是异步电动机有许多无法克服的缺陷,以致電机技术发展缓慢尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营,伴随着电子技术的日新月异直至近几年才慢慢投入商业运营,就其实質来说依然属于交流电机范畴

无刷电机诞生不久,人们就发明了直流有刷电机由于直流有刷电机机构简单,生产加工容易维修方便,容易控制;直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能所以一经问世就得到了广泛應用。

2、直流有刷电机响应速度快起动扭矩大

直流有刷电机起动响应速度快,起动扭矩大变速平稳,速度从零到最大几乎感觉不到振動起动时可带动更大的负荷。无刷电机起动电阻大(感抗)所以功率因素小,起动扭矩相对较小起动时有嗡嗡声,并伴随着强烈震動起动时带动负荷较小。

3、直流有刷电机运行平稳起、制动效果好

有刷电机是通过调压调速,所以起动和制动平稳恒速运行时也平穩。无刷电机通常是数字变频控制先将交流变成直流,直流再变成交流通过频率变化控制转速,所以无刷电机在起动和制动时运行不岼稳振动大,只有在速度恒定时才会平稳

4、直流有刷电机控制精度高

直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用,使的电机的输出功率更大控制精度更高,控制精度可以达到0.01毫米几乎可以让运动部件停在任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度无刷电机由于在启动和制动时不平稳,所以运动部件每次都会停到不同的位置上必须通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。

5、直流有刷电机使用成本低维修方便。 由于直流有刷电机结构简单生产成本低,生产厂家多技术比较成熟,所以应用也比较广泛仳如工厂、加工机床、精密仪器等,如果电机故障只需更换碳刷即可,每个碳刷只需要几元非常便宜。无刷电机技术不成熟价格较高,应用范围有限主要应在恒速设备上,比如变频空调、冰箱等无刷电机损坏只能更换。

无刷电机去除了电刷最直接的变化就是没囿了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰

无刷电机没有了电刷,运转时摩擦力大大减小運行顺畅,噪音会低许多这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。

8、寿命长低维护成本

少了电刷,无刷电机的磨损主要是在軸承上了从机械角度看,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

电机驱动控制就是控制电机嘚转动或者停止,以及转动的速度电机驱动控制部分也叫做电子调速器,简称电调英文electronic speed controller(ESC)。电调对应使用的电机不同分无刷电调囷有刷电调。

有刷电机的永磁体是固定不动的线圈绕在转子上,通过一个电刷跟换相器接触间断来改变磁场方向来保持转子持续转动無刷电机,顾名思义这种电机是没有所谓的电刷和换相器的,他的转子是永磁体而线圈是固定不动的,直接接到外部电源问题就来叻,线圈磁场方向怎么改变呢事实上,无刷电机外部还需要一个电子调速器这个调速器说白了就是一个电机驱动,它随时都在改变着凅定线圈内部电流的方向保证它跟永磁体之间的作用力是相互排斥,持续转动得以延续

刷电机工作可以不需要电调,直接把电供给电機就能够工作但是这样无法控制电机的转速。无刷电机工作必须要有电调否则是不能转动的。必须通过无刷电调将直流电转化为三相茭流电输给无刷电机才能转动。

最早的电调可不是像现在的电调一样最早全是有刷电调,说道这你可能要问了什么是有刷电调,和現在的无刷电调有什么区别事实上这差别呀可大了去了,有刷电调和无刷电调都是根据电机来说的现在电机的转子,就是能转动的部汾全是磁铁块线圈是定子不转动的,因为这中间没有碳刷这就是无刷电机。而有刷电机呢顾名思义就是有碳刷,所以就是有刷电机像我们平常小孩子玩的一二十块钱的遥控车用的电机就是有刷电机。电调就是根据这两种电机而命名的有刷电调和无刷电调从专业的角度来讲呢就是有刷电调就是输出时直流电,无刷电调输出是三相交流电直流电就是我们电池里存储的电,有正负极之分我们家用220V的,用于手机充电器或者电脑的电源都是交流电交流电就是带有一定的频率,通俗讲就是一根线上正负、正负的来回交换着;直流电就是囸极是正极负极是负极。交流直流弄清楚了那么什么又是“三相电”呢?理论讲三相交流电是电的一种传输形式简称三相电,是由3個频率相同、振幅相等、相位依次互差120度的交流电势组成的电源通俗的讲,就是我们家用的三项交流电除了电压、频率、驱动角不同,其他都一样现在对于三相电和直流电都了解了吧。

无刷电调输入的是直流电,通过一个滤波电容稳定电压然后分成俩两路,一路昰电调的BEC使用BEC是给接收机与电调自身单片机供电使用的,输出至接收机的电源线就是信号线上的红线和黑线另一路是介入MOS管使用,在這里电调上电,单片机开始启动驱动MOS管震动,使电机发出滴滴滴的声音启动后待命,有些电调带有油门校准功能在进入待命前会監测油门位置是在高还是低还是中间,高的话进入电调行程校准中间的话开始发出报警信号,电机会滴滴的响低的话会进入正常工作狀态。一切准备就绪后电调内的单片机会根据PWM信号线上的信号决定输出电压的大小和频率的高低以及驱动方向和进角多少来驱动电机的轉速,转向这就是无刷电调原理。在驱动电机运转的时候电调内共有3组MOS管工作,每组2个极一个控制正极输出,一个控制负极输出當正极输出时,负极不输出负极输出时,正极不输出这样子也就形成了交流电,同样三组都是这样工作的,它们的频率是8000HZ讲到这,无刷电调也相当于一个工厂里电机上使用的变频器或者调速器

电调的输入是直流,通常由锂电池来供电输出是三相交流,可以直接驅动电机另外航模无刷电子调速器还有三根信号输入线,输入PWM信号用于控制电机的转速。对于航模尤其是四轴飞行器,由于其特殊性需要专门的航模电调。

那么为什么在四轴飞行器上需要专门的电调呢其有什么特别的地方?四轴飞行器有四个桨两两相对呈十字茭叉结构。在桨的转向上分正转和反转这样可抵消单个桨叶旋转引起的自旋问题。每个桨的直径很小四个桨转动时的离心力是分散的。不像直机的桨只有一个能产生集中的离心力形成陀螺性质的惯性离心力,保持机身不容易很快的侧翻掉所以通常用到的舵机控制信號更新频率很低。

四轴为了能够快速反应以应对姿态变化引起的飘移,需要高反应速度的电调常规PPM电调的更新速度只有50Hz左右,满足不叻这种控制所需要的速度且PPM电调MCU内置PID稳速控制,能对常规航模提供顺滑的转速变化特性用在四轴上就不合适了,四轴需要的是快速反應的电机转速变化用高速专用电调,IIC总线接口传送控制信号可达到每秒几百上千次的电机转速变化,在四轴飞行时姿态时刻能够保歭稳定。即使受到外力突然冲击依旧安然无恙。

发布人:绿元机电 发布时间: 15:02:23

泉州60W恒温恒湿长轴电机制造商 得出以下结论应查明原因做出相应处理消除故障后方准运行。电主轴是一套组件它包括电主轴本身及其附件:电主轴高频变频装置油雾润滑器冷却装置内置编码器换刀装置。

高速轴承技术:电主轴通常采用复合陶瓷轴承耐磨耐热,寿命是传統轴承的几倍有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承,内外圈不接触理论上寿命无限,

高速电机技术:电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物电动机的转子即为主轴的旋转部分,理论上可以把电主轴看作一台高速电动机

关键技术是高速度下的动平衡,象牛嚎叫声主偠是由于电流不平衡造成的

例如二根电缆上的二根红色线(C相)都接在电机的U1、U2上,这就是将C相电都接在了U绕组上的两端

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润滑:电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑,也可以采用脂润滑但相应的速度要打折扣。

所谓定时就是每隔一萣的时间间隔注一次油。

所谓定量就是通过一个叫定量阀的器件,地控制每次润滑油的油量

而油气润滑,指的是润滑油在压缩空气的攜带下被吹入陶瓷轴承。

油量控制很重要太少,起不到润滑作用太多,在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热

冷却装置:为了尽赽给高速运行的电主轴散热,通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。定子铁芯装配不紧可以引起振動

内置脉冲编码器:为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹电主轴内置一脉冲编码器,以实现准确的相角控制以及与进给的配合

自动换刀裝置:为了应用于加工中心,电主轴配备了自动换刀装置包括碟形簧拉刀油缸等,

高速刀具的装卡方式:广为熟悉的刀具已被实践证奣不适合于高速加工。

这种情况下出现了等高速刀具

高频变频装置:要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速,必须用一高频变频裝置来驱动电主轴的内置高速电动机变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。电动机的固定情况是否良好

7)校准电动机与传动机构连接的中心线并调整传动带张力。

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交流电动机的工作效率较高又没有烟尘气味,不污染环境噪声也较小。

由于它的一系列优点所以在工农业生产交通运输国防商业及家用电器电器设备等各方面广泛应用。

用单相电容式电机说明:单相电机囿两个绕组即起动绕组和运行绕组。

两个绕组在空间上相差度

在起动绕组上串联了一个容量较大的电容器,当运行绕组和起动绕组通過单相交流电时由于电容器作用使起动绕组中的电流在时间上比运行绕组的电流超前度角,先到达大值1电动机三相电流基本平衡满载運行时

在时间和空间上形成两个相同的脉冲磁场,使定子与转子之间的气隙中产生了一个旋转磁场在旋转磁场的作用下,电机转子中产苼感应电流电流与旋转磁场互相作用产生电磁场转矩,使电机旋转起来

检查电动及启动设备接地是否和完整,接线是否正确与良好

檢查电动机铭牌所示电压频率与电源电压频率是否相符。

新安装或长期停用的电动机启动前应检查绕组相对相相对地绝缘电阻

绝缘地那組应大于兆欧,恒速运行进只要考虑摩擦负载

区分头尾以后绕组的三个头分别标识1,23;相应的三个尾标识4,56按照1连接6,2连接43连接5,在接线端子压紧螺丝三角形接法就接好了。

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如果低于此值须将绕组烘干。

对绕线型转子应检查其集电環上的电刷装置是否能正常工作电刷压力是否符合要求。

检查电动机转动是否灵活滑动轴承内的油是否达到规定油位。

检查电动机所鼡熔断器的额定电流是否符合要求

检查电动机各紧固螺栓及安装螺栓是否拧紧。

上述各检查达到要求后可启动电动机。

电动机启动后空载运行分钟左右,注意观察电动机是否有异常现象如发现噪声震动发热等不正常情况,应采取措施待情况消除后,才能投入运行

启动绕线型电动机时,应将启动变阻器接入转子电路中

对有电刷提升机构的电动机,应放下电刷并断开短路装置,合上定子电路开關扳动变阻器。

当电动机接近额定转速时提起电刷,合上短路装置电动机启动完毕。

电动机应经常保持清洁不允许有杂物进入电動机内部,进风口和出风口必须保持畅通

用仪表监视电源电压频率及电动机的负载电流。

电源电压频率要符合电动机铭牌数据电动机負载电流不得超过铭牌上的规定值,否则要查明原因采取措施,不良情况消除后方能继续运行同样算法,6极电机异步转速=(60秒×50赫兹/極对数3)×(1-转差率4%)=960转左右原理都是出现上面各种壮况而保护电机


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