常用電動機類型及特點

1、電動機類型及特點1、 同步電機與異步電機區(qū)別：（均屬交流電機）結(jié)構(gòu)：同步電機和異步電機的定子繞組是相同的，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。同步電機的轉(zhuǎn)子上有直流勵磁繞組，所以需要外加勵磁電源，通過滑環(huán)引入電流；而異步電機的轉(zhuǎn)子是短路的繞組，靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流（又稱感應(yīng)電機）C相比之下，同步電機較復(fù)雜，造價高。應(yīng)用：同步電機大多用在大型發(fā)電機的場合。而異步電機則幾乎全用在電動機場合。同步電機效率較異步電機稍高，在2000KW以上的電動機選型時，一般要考慮是否選用同步電機。2、 單相異步電動機與三相異步電動機：單項電動機：當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時，電機就會產(chǎn)生一個交變磁場， 這個磁場的強弱和方向隨時間

2、作正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所 以又稱這個磁場是交變脈動磁場。這個交變脈動磁場可分解為兩個以相同轉(zhuǎn)速、 旋轉(zhuǎn)方向互為相反的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，這兩個旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生 兩個大小相等、方向相反的轉(zhuǎn)矩，使得合成轉(zhuǎn)矩為零，所以電機無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng) 我們用外力使電動機向某一方向旋轉(zhuǎn)時（如順時針方向旋轉(zhuǎn)），這時轉(zhuǎn)子與順時針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變小；轉(zhuǎn)子與逆時針旋轉(zhuǎn)方向的旋 轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運動變大。這樣平衡就打破了，轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的總的電磁 轉(zhuǎn)矩將不再是零，轉(zhuǎn)子將順著推動方向旋轉(zhuǎn)起來。通常根據(jù)電動機的起動和運 行方式的特點，將單相異步電動機分為單相電阻起動異步電動機、單相電

3、容起動異步電動機、單相電容運轉(zhuǎn)異步電動機、單相電容起動和運轉(zhuǎn)異步電動機、單相罩極式異步電動機五種。區(qū)別：三相異步電動機采用 380V三相供電，單相電機是用 220V的電源，而且 都是小功率的，最大只有 2.2KW o相比于同轉(zhuǎn)速同功率的三相電機，單項電機 的效率低、功率因數(shù)低、運行平穩(wěn)性差、且體積大，成本高，但由于單相電源 方便，且調(diào)速方便，因此廣泛用于電動工具、醫(yī)療器械、家用電器等。三、無刷直流電機1、無刷直流電機：無刷直流電機是永磁式同步電機的一種，而并不是真正的直流電機。無刷 直流電機不使用機械的電刷裝置，采用方波自控式永磁同步電機，以霍爾傳感 器取代碳刷換向器，以鉞鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材

4、料，性能上相較一般的傳統(tǒng)直 流電機有很大優(yōu)勢，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機。直流無刷電機由電動機主體和 驅(qū)動器組成，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，驅(qū)動器由功 率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機的啟動、停止、制動信 號，以控制電動機的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號， 用來控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信 號，用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護和顯示等等。特點：全面替代直流電機調(diào)速、變頻器 +變頻電機調(diào)速、異步電機+減速機調(diào)速； 具有傳統(tǒng)直流電機的所有優(yōu)點，同時又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)；可以低速大功率運行，可以省去減速機直接驅(qū)動大的

5、負(fù)載；體積小、重量輕、出力大；轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異，中、低速轉(zhuǎn)矩性能好，啟動轉(zhuǎn)矩大，啟動電流小;無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，過載能力強；軟啟軟停、制動特性好，可省去原有的機械制動或電磁制動裝置；效率高，電機本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗，消除了多級減速耗，綜合節(jié)電率可達(dá)20%60%僅節(jié)電一項一年收回購置成本；可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強，維修與保養(yǎng)簡單；耐顛簸震動，噪音低，震動小，運轉(zhuǎn)平滑，壽命長；沒有無線電干擾，不產(chǎn)生火花，特別適合爆炸性場所，有防爆型；根據(jù)需要可選梯形波磁場電機和正旋波磁場電機。2、無刷直流電機與有刷直流電機直流無刷電機和直流電機是 2個概念。雖然直流無刷電機名字帶直流，實 際上是不是直流電

6、機。從分類上來看，直流電機是一類，而直流無刷電機則屬 于同步電機。(1)無刷電機的優(yōu)點無電刷、低干擾：沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花，極大減少了電火花 對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。噪音低，運轉(zhuǎn)順暢：沒有了電刷，運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小，運行順暢，發(fā)熱量低，效率高，噪音低，對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。壽命長，低維護成本：無刷電機的磨損主要是在軸承上，從機械角度看，無 刷電機幾乎是一種免維護的電動機了，必要的時候，只需做一些除塵維護即 可。但有刷電機低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點是無刷電機不可替代的(2)從趨勢上論，無刷減速電機可能取代有刷減速電機適用范圍： 無刷電機通常被使用在控制要求比較

7、高，轉(zhuǎn)速比較高的設(shè)備上,如航模，精密儀器儀表等對電機轉(zhuǎn)速控制嚴(yán)格，轉(zhuǎn)速達(dá)到很高的設(shè)備；通常 動力設(shè)備使用的都是有刷電機，如吹風(fēng)機，工廠的電動機，家用的抽油煙機 等；使用壽命：無刷電機通常使用壽命在幾萬小時這個數(shù)量級，主要取決于軸承的不同；通常有刷電機的連續(xù)工作壽命在幾百到1千多個小時，到達(dá)使用極限就需要更換碳刷；使用效果：無刷電機通常是數(shù)字變頻控制，可控性強，從每分鐘幾轉(zhuǎn)，到每 分鐘幾萬轉(zhuǎn)都可以很容易實現(xiàn)。碳刷電機啟動以后工作轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)速不是很容易，串激電機也能達(dá)到 20000轉(zhuǎn)/秒，但是使用壽命會比較短。節(jié)能環(huán)保方面：相對而言，無刷電機采用變頻技術(shù)控制的會比串激電機節(jié)能 很多，最典型的就是

8、變頻空調(diào)和冰箱。維修方面：碳刷電機需要更換碳刷，而無刷電機，使用壽命很長，日常維護 基本不需要。噪音方面 ：與是否是有刷電機無關(guān)，主要是看軸承和點擊內(nèi)部組件的配合 情況。3、無刷直流電機與交流電機無刷直流電機，定子是旋轉(zhuǎn)磁場，拖著轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)動；交流同步電機，也是定子旋轉(zhuǎn)磁場拖著轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)動；它們的不同是，旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)的原因不同：（1）交流同步電機，定子磁場轉(zhuǎn)動的原因是彼此落后 120度的三相對稱交流電，定子磁場的轉(zhuǎn)動是交流電的 變化快慢；（2）直流電機，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實際位置的改變形成的，而且與線圈連接實際位置的改變是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的快慢；這樣，它們的調(diào)速方法就不同：（1）交流

9、同步電機，定子磁場轉(zhuǎn)動的原因是彼此落后120度的三相對稱交流電，定子磁場的轉(zhuǎn)動是交流電的變化快慢；只要改變交流電 變化的快慢，就能改變電機的轉(zhuǎn)速，即變頻調(diào)速；（2）直流電機，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實際位置的改變形成的，而且與線圈連接實際位 置的改變只與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的快慢相關(guān)；只要改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就可以調(diào)速，而轉(zhuǎn)子 的轉(zhuǎn)速與電壓成正比，改變電壓就可改變轉(zhuǎn)速，即調(diào)壓調(diào)速；直流調(diào)速不改變電機的負(fù)載性質(zhì)，而交流調(diào)速改變了負(fù)載的性質(zhì)；交流調(diào)速（變頻），頻率不同時，交流電機的感抗大小不同，負(fù)載性質(zhì)隨之改變，是一 個極不穩(wěn)定的系統(tǒng)，很難實現(xiàn)精細(xì)調(diào)速。直流調(diào)速（變壓） ，電壓不同時，直流 電機的電阻大

10、小不變，負(fù)載性質(zhì)不變，是一個非常穩(wěn)定的系統(tǒng)，很容易實現(xiàn)精 細(xì)調(diào)速，幾個毫伏的電壓速度都可以分辨。由于無刷直流電動機的勵磁來源于永磁體，沒有激磁損耗的問題，由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上既無銅耗又無鐵耗，綜合效率比同容量異步電動機高 出1020贓右（依據(jù)功率大小而定）。 無刷直流電動機具有高效率、高轉(zhuǎn)矩、 高精度的三高特性，非常適合使用在24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)的機械，同時具有體積小， 重量輕，可作成各種體積形狀，產(chǎn)品性能超越傳統(tǒng)直流電機的所有優(yōu)點，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機。比較：直流電機具有優(yōu)良的啟動特性和調(diào)速特性，但造價較高；交流電機造價低，電源方便，但啟動特性和調(diào)速特性稍差；4、無刷直流電機與交流伺

11、服電機直流無刷電機：無刷直流電機感應(yīng)反電動勢也是梯形波的。無刷直流電機的控制需要位置信息反饋，必須有位置傳感器或是采用無位置傳感器估計技術(shù)， 構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)?？刂茣r各相電流也盡量控制成方波，逆變器輸出電壓 按照有刷直流電機 PWM勺方法進行控制即可。本質(zhì)上，無刷直流電機也是一種 永磁同步電動機，調(diào)速實際也屬于變壓變頻調(diào)速范疇。交流伺服電機：通常說的交流永磁同步伺服電機具有定子三相分布繞組和 永磁轉(zhuǎn)子，感應(yīng)電動勢波形為正弦，外加的定子電壓和電流也應(yīng)為正弦波，一 般靠交流變壓變頻器提供。永磁同步電機控制系統(tǒng)常采用自控式，也需要位置 反饋信息，可以采用矢量控制（磁場定向控制）或直接轉(zhuǎn)矩控制的先

12、進控制方 式。區(qū)別：方波和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計理念不同。最后明確一個概念，無刷 直流電機的所謂“直流變頻”實質(zhì)上是通過逆變器進行的交流變頻，從電機理 論上講，無刷直流電機與交流永磁同步伺服電機相似，應(yīng)該歸類為交流永磁同 步伺服電機；但習(xí)慣上被歸類為直流電機，因為從其控制和驅(qū)動電源以及控制 對象的角度看，稱之為“無刷直流電機”也算是合適的。四、電機調(diào)速1、直流電機調(diào)速：轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻（短時調(diào)速）、轉(zhuǎn)子電路電壓（廣泛應(yīng)用，調(diào)節(jié)范圍0基 速）、改變磁通（只能提高轉(zhuǎn)速，基速以上，恒功率調(diào)速）（1）電壓調(diào)速：可控電源調(diào)速、pwm脈寬調(diào)制）調(diào)速（廣泛應(yīng)用）與老式的可控直流電源調(diào)速系統(tǒng)相比，PWMB速系統(tǒng)

13、有以下優(yōu)點：a 、采用全控型器件的PW耐速系統(tǒng)，其脈寬調(diào)制電路的開關(guān)頻率高， 因此系統(tǒng)的頻帶寬，響應(yīng)速度快，動態(tài)抗擾能力強。b、由于開關(guān)頻率高，僅靠電動機電樞電感的濾波作用就可以獲得脈動很小的直流電流，電樞電流容易連續(xù)，系統(tǒng)的低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，同時電動機的損耗和發(fā)熱都較小。c、PW源統(tǒng)中，主電路的電力電子器件工作在開關(guān)狀態(tài)，損耗小，裝置效率高，而且對交流電網(wǎng)的影響小，沒有晶閘管整流器對電網(wǎng)的“污染”，功率因數(shù)高，效率高。d、主電路所需的功率元件少，線路簡單，控制方便。目前，受到器件容量的限制，PWMS流調(diào)速系統(tǒng)只用于中、小功率的系統(tǒng)。國內(nèi)的超大功率調(diào)速還要依靠可控硅實現(xiàn)可控整

14、流來實現(xiàn)直流電機的調(diào)壓調(diào)速2、交流電機調(diào)速：(1)三相異步電動機：a、變極對數(shù)調(diào)速方法： 改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達(dá)到調(diào)速目的。特點：具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡單、控制方便、價格低； 有級調(diào)速，級差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高 效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無級調(diào)速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重 設(shè)備、風(fēng)機、水泵等。b、變頻調(diào)速：改變電動機定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng) 主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器， 變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流

15、變頻器兩 大類，目前國內(nèi)大都使用交-直-交變頻器。其特點：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動機；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價高，維護檢修困難。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場合。c、串級調(diào)速：繞線式電動機轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào) 速的目的。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式， 串級調(diào)速可分為電機串級調(diào)速、機械串級調(diào)速及晶閘管串 級調(diào)速形式，多采用晶閘管串級調(diào)速，其特點為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機70% 90%械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速 的生產(chǎn)機械上；調(diào)速裝置故

16、障時可以切換至全速運行，避免停產(chǎn)；晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。d、串入附加電阻：繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機的轉(zhuǎn)差率加大，電動機在 較低的轉(zhuǎn)速下運行。串入的電阻越大，電動機的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功 率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級調(diào)速，機械特性較軟。e、定子調(diào)壓調(diào)速：由于電動機的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，為了擴大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動機，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機，或者在繞線式電動機上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定運行范圍，當(dāng)調(diào)速在 2:1以上的

17、場合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點：調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實現(xiàn)自動控制；調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機械。f、電磁調(diào)速：特點：裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無級調(diào)速；對電網(wǎng)無諧影響；速度失大、效率低。本方法適用于中、小功率，要求平滑動、短時低速運行的生產(chǎn)機械。g、液力耦合器調(diào)速：特點：功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；結(jié)構(gòu)簡單，

18、工作可靠，使用及維修方便，且造價低；尺寸小，能容大；控制調(diào)節(jié)方便，容易實現(xiàn)自動控制。本方法適用于風(fēng)機、水泵的 調(diào)速。(2)單相異步電動機：(和力矩電機相比，它恒轉(zhuǎn)矩；和變頻電機相比它不節(jié)能；和直流電機相比，它控制的精度低；)單相異步電動機和三相異步電動機一樣，它的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)較困難。如采用變頻調(diào)速則設(shè)備復(fù)雜、成本高。為此一般只進行有極調(diào)速，主要的調(diào)速方法有：a 、串電抗器調(diào)速(降壓調(diào)速)：將電抗器與電動機定子繞組串聯(lián)，利用電抗器上產(chǎn)生的壓降使加到電機定子繞組上的電壓低于電源電壓，從而達(dá)到 降低電動機轉(zhuǎn)速的目的。此種調(diào)速方法，只能是由電機的額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)。多 用在吊扇及臺扇上。b 、電動機繞組內(nèi)部抽

19、頭調(diào)速：通過調(diào)速開關(guān)改變中間繞組與啟動繞組 及工作繞組的接線方法，從而達(dá)到改變電動機內(nèi)部氣隙磁場的大小，達(dá)到調(diào)節(jié) 電動機轉(zhuǎn)速的目的。有 L型和T型兩種接法。c 、交流晶閘管調(diào)速：利用改變晶閘管的導(dǎo)通角，來實現(xiàn)調(diào)節(jié)加在單相電動機上的交流電壓的大小，從而達(dá)到調(diào)速的目的。此方法可以實現(xiàn)無級調(diào)速，缺點是有一些電磁干擾。常用于電風(fēng)扇的調(diào)速上。五、電機啟動1、直流電機啟動(1)啟動方法直接合閘起動：直接合閘起動就是將電動機直接接入到額定電壓的電源上啟動。由于直流電機電樞回路電阻和電感都較小，而轉(zhuǎn)動體具有一定的機械慣性，起動的開始階段電流很大，最大可達(dá)額定電流的1520倍。因為電動機啟動電流很大，所以啟動轉(zhuǎn)

20、矩大，電動機啟動迅速，但這一電流會使電網(wǎng)受到擾動、機組受到機械沖擊、換向器發(fā)生火花。它只適用于功率不大于4千瓦小型電動機，如家用電器中的直流電機。串電阻起動：在啟動時將一組啟動電阻 RP串人電樞回路，以限制啟動電流，而當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)上升到額定 轉(zhuǎn)數(shù)后，再把啟動變阻器從電樞回路中切除。啟動電流小，但是變阻器比較笨重，啟動過程中要消耗很 多的能量。降電壓起動：在啟動時通過暫時降低電動機供電電壓的辦法來限制啟動電流，需要有一套可變電壓的直流電源，這種方法只適合于大功率直流電機。(2)啟動轉(zhuǎn)矩直流電機的起動轉(zhuǎn)矩由你自己設(shè)定，假如全壓直接起動，可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的 20多倍，這樣將使 機械損毀，所以必須加入啟動電

21、阻以減少起動電流， 從而減少起動轉(zhuǎn)矩，一般加入的啟動電阻使起動轉(zhuǎn) 矩為額定轉(zhuǎn)矩的2-2.5倍左右，這樣電機及機械可以承受，啟動過程也能加快。2、交流電機啟動(1)啟動方法全壓啟動：在電網(wǎng)容量和負(fù)載兩方面都允許全壓直接起動的情況下，可以 考慮采用全壓直接起動。優(yōu)點是操縱控制方便，維護簡單，而且比較經(jīng)濟。主 要用于小功率電動機的起動，從節(jié)約電能的角度考慮，大于11kw的電動機不宜用此方法。自耦減壓起動：利用自耦變壓器的多抽頭減壓，既能適應(yīng)不同負(fù)載起動的需要，又能得到更大 的起動轉(zhuǎn)矩，是一種經(jīng)常被用來起動較大容量電動機的減壓起動方式。它的最大優(yōu)點是起動轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組抽頭在 80%處時，起動轉(zhuǎn)矩可

22、達(dá)直接起動時的 64%并且可以通過抽頭調(diào)節(jié)起動轉(zhuǎn)矩。 至今仍被廣泛應(yīng)用。Y-A起動：正常運行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機，在起動時將定子繞組接 成星形，待起動完畢后再接成三角形，降低起動電流，減輕對電網(wǎng)的沖擊。起動電流只是原來按三 角形接法直接起動時的 1/3 ,起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。適用于無載或者輕載起動的場合。同任何別的減壓起動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，當(dāng) 負(fù)載較輕時，可以讓電動機在星形接法下運行，這樣能使電動機的效率有所提高，并節(jié)約了電力消耗。軟起動器：利用可控硅的移相調(diào)壓原理來實現(xiàn)電動機的調(diào)壓起動，起動效果好但成本較高。 可

23、控硅工作時諧波干擾較大，對電網(wǎng)有一定的影響。 另外電網(wǎng)的波動也會影響可控硅元件的導(dǎo)通， 特 別是同一電網(wǎng)中有多臺可控硅設(shè)備時。因此可控硅元件的故障率較高，因為涉及到電力電子技術(shù)， 因此對維護技術(shù)人員的要求也較高O變頻器：因為涉及到電力電子技術(shù)，微機技術(shù)，因此成本高，對維護技術(shù)人員的要求也高，因 此主要用在需要調(diào)速并且對速度控制要求高的領(lǐng)域?？傊侨瞧饎?，自藕減壓起動因其成本低，維護相對軟起動和變頻控制容易，目前在實際 運用中還占有很大的比重。但因其采用分立電氣元件組裝，控制線路接點較多，在其運行中，故障 率相對比較高。（2）啟動轉(zhuǎn)矩啟動轉(zhuǎn)矩表征了電動機的啟動能力，啟動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩， 一

24、般電機樣板上標(biāo)有兩者的關(guān)系（倍數(shù)），一般2倍左右，它與啟動方式有關(guān)（如星三角起動，變頻調(diào)速起動等），直接起動鼠籠式一般為額定力矩的 0.8到2.2倍。通常起動轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的125%A上。與之對應(yīng)的電流稱為起動電流，通常該電流為額定電流的6倍左右。一般自耦變壓器的抽頭有65麻口 80刷組，需要較大啟動轉(zhuǎn)矩時接80%否則接65%六、電機制動1、反接制動：在電機斷開電源后， 在電機的電源上加上與正常運行電源反相的電源，加快電機的減速。反接制動有一個最大的缺點：當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為0時，如果不及時撤除反相后的電源，電機會反轉(zhuǎn)。因此，不允許反轉(zhuǎn)的機械，如一些車床等，制動方法就不能采用反接制動了，而只能采用能耗

25、制動或機械制動。2、能耗制動：定子繞組中通以直流電， 從而產(chǎn)生一個固定不變的磁場，轉(zhuǎn)子按旋轉(zhuǎn)方向切割磁力線，產(chǎn)生一個制動力矩。由于是在定子繞組中通以直流電來制動，因而能耗制動又叫直流注入制動。在一些要 求制動時間短和制動效果好的場合，一般不使用此制動方法。3、再生制動：當(dāng)電機的轉(zhuǎn)子速度超過電機同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時，轉(zhuǎn)子繞組所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反，電機處于制動狀態(tài)。此時，可以采取一定的措施把產(chǎn)生的電能回饋給電網(wǎng)， 因此，再生制動也叫發(fā)電制動。再生制動會出現(xiàn)在以下兩種場合：1、起重機重物下降時，電機轉(zhuǎn)子在重物重力的手動下，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速有可能超過同步轉(zhuǎn)速，此時，電機處于再生制動

26、狀態(tài)。2、變頻調(diào)速時，當(dāng)變頻器把頻率降低時，同步轉(zhuǎn)速也隨之降低。但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由于負(fù)載慣性的作用，不會 馬上降低，此時，電機也會處于再生制動狀態(tài)，直至拖動系統(tǒng)的速度也下降為止。4、機械制動如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制采用機械裝置使電動機斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法。動器。七、伺服電機1、直流伺服電機與直流無刷電機直流無刷電機和直流伺服電機是 2類，概念上不存在交集。簡言之：直流 伺服電機特指直流有刷電機。無刷電機體積小，重量輕，出力大，響應(yīng)快，速 度高，慣量小，轉(zhuǎn)動平滑，力矩穩(wěn)定。控制復(fù)雜，容易實現(xiàn)智能化，其電子換 相方式靈活，可以正弦波換相。電機免維護，效率很高，運行溫度低，電磁輻 射很小，

27、長壽命，可用于各種環(huán)境。2、交流伺服電機與直流伺服電機直流伺服電機：就是把直流電機加上編碼器形成閉環(huán)控制，電機通過改變 電的大小來改變電機的扭矩、速度等參數(shù)。直流伺服電機的結(jié)構(gòu)和普通直流電 機差不多，只是直流電機為滿足低慣量采用細(xì)長電樞，盤形或空心杯的，或者 改成了永磁電機，是最理想的調(diào)速系統(tǒng)，這就導(dǎo)致直流伺服電機比較容易實現(xiàn) 調(diào)速，控制精度較高。缺點是直流伺服電機有碳刷，容易造成電機的磨損，而 且維護成本高操作麻煩。交流伺服電機：是交流電機的一種，通過伺服驅(qū)動器的矢量控制理論控制 電機的扭矩，速度、位置等等，交流伺服電機的轉(zhuǎn)子電阻一般很大，這樣可以 防止自轉(zhuǎn)，當(dāng)控制電壓消失后，由于有勵磁電壓

28、，此時的交流伺服電機中會有 脈振磁動勢，交流伺服就是是一種帶編碼器的同步電機，效果比直流伺服稍微 差一點，但維護方便。缺點是價格高、精度沒直流的好！推薦使用交流伺服電機, 直流伺服電機太熱，控制精度不好，使用壽命短永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護和保養(yǎng)要求低。定子繞組散熱比較方便。慣量小，易于提高系統(tǒng)的快速性波紋管聯(lián)軸器。適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)。同功率下有較小的體積和重量。八、步進電機磁電式步進電動機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、價格低廉、應(yīng)用廣泛，主要有永 磁式、磁阻式和混合式。(1)永磁式步進電動機。轉(zhuǎn)子有永磁體的磁極，在氣隙中產(chǎn)生極性交替磁

29、場，定子由四相繞組組成。當(dāng) A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場 方向。當(dāng)A相斷電、B相繞組被通電勵磁時，就產(chǎn)生一個新的磁場方向，這時， 轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一角度而位于新的磁場方向上，被勵磁相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方 向。若定子勵磁的變化太快，轉(zhuǎn)子將不能和定子磁場方向的變化保持一致，轉(zhuǎn) 子即失步。起動頻率和運行頻率較低，是永磁式步進電動機的一個缺點。但永 磁式步進電動機消耗功率較小，效率較高。(2)磁阻式步進電動機。定、轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)律分布的 相近齒槽，利用定、轉(zhuǎn)子鐵芯齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化，從而產(chǎn) 生轉(zhuǎn)矩。其轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼片或軟磁材料做成，當(dāng)定子某相被勵磁時，轉(zhuǎn)

30、子將 轉(zhuǎn)到使磁路磁阻最小的位置。當(dāng)另一相被勵磁，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到另一位置，使磁路磁 阻為最小時，電動機就停止轉(zhuǎn)動。這時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個步距角。磁阻式步進電 動機結(jié)構(gòu)形式較多。磁阻式步進電動機步距角可做到1°15° ,甚至更小，精度容易保證，起動與運行頻率較高，但功耗較大，效率較低。(3)混合式步進電動機。它的定、轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)與磁阻式步進電動機相似。轉(zhuǎn)子有永磁體在氣隙中產(chǎn)生單極性磁場，此磁場還被轉(zhuǎn)子上軟磁材料的齒槽調(diào) 制?；旌鲜讲竭M電動機兼有永磁式步進電動機與磁阻式步進電動機兩者的優(yōu)點， 電動機步距角小，精度高，工作頻率高，且功耗小，效率高。主要特點1、一般步進電機的精度為步進角的3-

31、5%,且不累積。2、步進電機外表允許的最高溫度。電機外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機磁性材料的退磁點，步進電機外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3、步進電機的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。當(dāng)步進電機轉(zhuǎn)動時，電機各相繞組 的電感將形成一個反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下， 電機隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。4、步進電機低速時可以正常運轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫 聲。步進電機有一個技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進電機在空載情況下能夠 正常啟動的脈沖頻率，如果脈沖頻率高于該值，電機不能正常啟動，可能發(fā)生 丟步或堵轉(zhuǎn)。在有負(fù)載的情況下，啟動頻率應(yīng)

32、更低。如果要使電機達(dá)到高速轉(zhuǎn) 動，脈沖頻率應(yīng)該有加速過程，即啟動頻率較低，然后按一定加速度升到所希 望的高頻（電機轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。九、電動車用電動機：1、電動汽車用電機：從現(xiàn)已成熟的電機技術(shù)來看，開關(guān)磁阻電機在各個技術(shù)特性方面似乎更符合電動車的使用需要，但尚未得到普及。永磁同步電機應(yīng)用較廣泛，如起亞 K5混動、榮威E50、騰勢、北汽 EU260 等。特斯拉 Model X、Model S均采用異步電機。此外，如果按電流類型劃分還可分為直流電機和 交流電機兩種。直流電動機：這類電機技術(shù)較為成熟，具備控制方式容易，調(diào)速優(yōu)良的特點，曾經(jīng)在調(diào)速電動機領(lǐng)域內(nèi)有著最為廣泛的應(yīng)用。但是由于直流電動機機

33、械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致它的瞬時過載能力和電機轉(zhuǎn)速的進一步提高受到限制，而且在長時間工作的情況下，電機的機械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗，增加維護 成本。此外，電動機運轉(zhuǎn)時電刷冒出的火花使轉(zhuǎn)子發(fā)熱，會造成高頻電磁干擾，影響整車其他電器 性能。由于直流電動機有著以上缺點，目前的電動汽車已經(jīng)基本將直流電機淘汰。異步電動機：相比于永磁同步電機，異步電機的優(yōu)點是成本低，工藝簡單、運行可靠耐用、維修方便，而且能忍受大幅度的工作溫度變化。反之，溫度大幅變化會損壞永磁同步電動機。盡管在重量和體積方面，異步電動機并不占優(yōu)勢， 但其轉(zhuǎn)速范圍廣泛以及高達(dá) 20000rpm左右的峰值轉(zhuǎn)速， 即使不匹配二級差速器也能夠滿足該級別車型高速巡

34、航的轉(zhuǎn)速需求，至于重量對續(xù)航里程的影響，高能量密度的18650電池能夠“掩蓋”電機重量的劣勢。此外，異步電機穩(wěn)定性優(yōu)秀也是被特斯拉選用的重要原因。永磁同步電動機： 永磁同步電機是新能源汽車領(lǐng)域使用最廣泛的電機。所謂永磁，是指在制造電機轉(zhuǎn)子時加入永磁體。而所謂同步，則指的是轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子繞組的電流頻率始終保持一致，通過控制電機的定子繞組輸入電流頻率，電動汽車的車速將最終被控制。 與其他類型的電機相比較，永磁同步電機能夠為新能源汽車提供最大的動力輸出與加速度。這也是永磁同步電機是廣大汽車制造商首選的主要原因。但是，永磁同步電機也有自身的缺點。轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過 流的條件下，會產(chǎn)生磁

35、性衰退的現(xiàn)象，所以在相對復(fù)雜的工作條件下，電機容易發(fā)生損壞。而且永 磁材料價格較高，因此整個電機及其控制系統(tǒng)成本較高。開關(guān)磁阻電動機：開關(guān)磁阻電機作為一種新型電機，相比其他類型的驅(qū)動電機而言，它具有結(jié)構(gòu)簡單堅固、可靠性高、質(zhì)量輕、成本低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點。而且它具有直流調(diào)速系統(tǒng)可控性好的優(yōu)良特性，同時適用于惡劣環(huán)境，非常適合作為電動汽車的驅(qū)動電機使用，曾被專家預(yù)測為電動車領(lǐng)域的一匹黑馬。但控制系統(tǒng)的設(shè)計相對復(fù)雜，特別是在研發(fā)階段，現(xiàn)有技術(shù)很難為其建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型。在實際運轉(zhuǎn)過程中，電動機本身發(fā)出的噪音以及振動是電動車無法“容忍”的，尤其是負(fù)載運行的工況下，這兩點尤為明顯。綜

36、上所述，這類電動機或許在未來能夠通過技術(shù)優(yōu)化克服致命硬傷的前提下，廣泛應(yīng)用于電動車領(lǐng)域，能夠幫助電動車的續(xù)航里程有所提升。輪轂電機：到現(xiàn)在仍舊停留在概念階段，輪轂電機給簧下質(zhì)量帶來過重的負(fù)擔(dān)是阻礙它發(fā)展的原因之一。2、電動車用電機:永磁電機又分為有刷電機和無刷電機兩大類。有刷電機：由碳刷與換向器進行機械換向，一般有刷電機的電刷大約磨損2000小時就應(yīng)該換新。普通輪轂電機和柱式電機（也有叫中置電機的）需要專業(yè)維修人員才能更換，而串激電機普通 用戶自己就可以更換。 電刷的磨損還與電流大小以及電刷含銀量有關(guān)。貨運三輪使用的串激電機電流很大，壽命到不了 2000小時，幾個月就得更換，碳刷含銀量的多少價格相差很大.有刷電機對 外只有兩條連線，永磁有刷電機交換連線就可以改變轉(zhuǎn)動方向；串激電機沒有永久磁鐵，轉(zhuǎn)子和定 子都是繞組，其中