常用電動機(jī)類型及特點(diǎn)

1、電動機(jī)類型及特點(diǎn)一、 同步電機(jī)與異步電機(jī)區(qū)別：（均屬交流電機(jī)）結(jié)構(gòu)：同步電機(jī)和異步電機(jī)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(jī)的轉(zhuǎn)子上有直流勵(lì)磁繞組，所以需要外加勵(lì)磁電源，通過滑環(huán)引入電流；而異步電機(jī)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(jī)）。相比之下，同步電機(jī)較復(fù)雜，造價(jià)高。應(yīng)用：同步電機(jī)大多用在大型發(fā)電機(jī)的場合。而異步電機(jī)則幾乎全用在電動機(jī)場合。同步電機(jī)效率較異步電機(jī)稍高，在2000KW以上的電動機(jī)選型時(shí)，一般要考慮是否選用同步電機(jī)。二、 單相異步電動機(jī)與三相異步電動機(jī)：單項(xiàng)電動機(jī)：當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí)，電機(jī)就會產(chǎn)生一個(gè)交變磁場，這個(gè)磁場的強(qiáng)弱和方向隨時(shí)間作

2、正弦規(guī)律變化，但在空間方位上是固定的，所以又稱這個(gè)磁場是交變脈動磁場。這個(gè)交變脈動磁場可分解為兩個(gè)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(shí)，這兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生兩個(gè)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(jī)無法旋轉(zhuǎn)。當(dāng)我們用外力使電動機(jī)向某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)（如順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)），這時(shí)轉(zhuǎn)子與順時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)動變小；轉(zhuǎn)子與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場間的切割磁力線運(yùn)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(jī)的起動和運(yùn)行方式的特點(diǎn)，將單相異步電動機(jī)分為單相電阻起動異步電動機(jī)、單相電容起動異步電動機(jī)

3、、單相電容運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī)、單相電容起動和運(yùn)轉(zhuǎn)異步電動機(jī)、單相罩極式異步電動機(jī)五種。區(qū)別：三相異步電動機(jī)采用380V三相供電，單相電機(jī)是用220V的電源，而且都是小功率的，最大只有2.2KW。相比于同轉(zhuǎn)速同功率的三相電機(jī)，單項(xiàng)電機(jī)的效率低、功率因數(shù)低、運(yùn)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(jī)1、 無刷直流電機(jī)：無刷直流電機(jī)是永磁式同步電機(jī)的一種，而并不是真正的直流電機(jī)。無刷直流電機(jī)不使用機(jī)械的電刷裝置，采用方波自控式永磁同步電機(jī)，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料，性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電

4、機(jī)有很大優(yōu)勢，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。直流無刷電機(jī)由電動機(jī)主體和驅(qū)動器組成，在電動機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器檢測電動機(jī)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(jī)的啟動、停止、制動信號，以控制電動機(jī)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(hù)和顯示等等。特點(diǎn)：l 全面替代直流電機(jī)調(diào)速、變頻器+變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)+減速機(jī)調(diào)速；l 具有傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu)；l 可以低速大功率運(yùn)行，可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動大的負(fù)載；l 體積小、重量輕、出力大；

5、l 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；l 無級調(diào)速，調(diào)速范圍廣，過載能力強(qiáng)；l 軟啟軟停、制動特性好，可省去原有的機(jī)械制動或電磁制動裝置；l 效率高，電機(jī)本身沒有勵(lì)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(xiàng)一年收回購置成本；l 可靠性高，穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)，維修與保養(yǎng)簡單；l 耐顛簸震動，噪音低，震動小，運(yùn)轉(zhuǎn)平滑，壽命長；l 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；l 根據(jù)需要可選梯形波磁場電機(jī)和正旋波磁場電機(jī)。2、 無刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)直流無刷電機(jī)和直流電機(jī)是2個(gè)概念。雖然直流無刷電機(jī)名字帶直流，實(shí)際上是不是直流

6、電機(jī)。從分類上來看，直流電機(jī)是一類，而直流無刷電機(jī)則屬于同步電機(jī)。（1）無刷電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)l 無電刷、低干擾：沒有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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。l 噪音低，運(yùn)轉(zhuǎn)順暢：沒有了電刷，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，發(fā)熱量低，效率高，噪音低，對于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。l 壽命長，低維護(hù)成本：無刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上，從機(jī)械角度看，無刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動機(jī)了，必要的時(shí)候，只需做一些除塵維護(hù)即可。但有刷電機(jī)低速扭力性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)矩大等性能特點(diǎn)是無刷電機(jī)不可替代的（2）從趨勢上論，無刷減速電機(jī)可能取代有刷減速電機(jī)l 適用范圍：無刷電機(jī)通常被使用在控制

7、要求比較高，轉(zhuǎn)速比較高的設(shè)備上，如航模，精密儀器儀表等對電機(jī)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(jī)，如吹風(fēng)機(jī)，工廠的電動機(jī)，家用的抽油煙機(jī)等；l 使用壽命：無刷電機(jī)通常使用壽命在幾萬小時(shí)這個(gè)數(shù)量級，主要取決于軸承的不同；通常有刷電機(jī)的連續(xù)工作壽命在幾百到1千多個(gè)小時(shí)，到達(dá)使用極限就需要更換碳刷；l 使用效果：無刷電機(jī)通常是數(shù)字變頻控制，可控性強(qiáng)，從每分鐘幾轉(zhuǎn)，到每分鐘幾萬轉(zhuǎn)都可以很容易實(shí)現(xiàn)。碳刷電機(jī)啟動以后工作轉(zhuǎn)速恒定，調(diào)速不是很容易，串激電機(jī)也能達(dá)到20000轉(zhuǎn)/秒，但是使用壽命會比較短。l 節(jié)能環(huán)保方面：相對而言，無刷電機(jī)采用變頻技術(shù)控制的會比串激電機(jī)節(jié)能很多，最

8、典型的就是變頻空調(diào)和冰箱。l 維修方面：碳刷電機(jī)需要更換碳刷，而無刷電機(jī)，使用壽命很長，日常維護(hù)基本不需要。l 噪音方面：與是否是有刷電機(jī)無關(guān)，主要是看軸承和點(diǎn)擊內(nèi)部組件的配合情況。3、 無刷直流電機(jī)與交流電機(jī)無刷直流電機(jī)，定子是旋轉(zhuǎn)磁場，拖著轉(zhuǎn)子磁場轉(zhuǎn)動；交流同步電機(jī)，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(jī)，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(jī)，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實(shí)際位置的改變形成的，而且與線圈連接實(shí)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：

9、（1）交流同步電機(jī)，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(jī)的轉(zhuǎn)速，即變頻調(diào)速；（2）直流電機(jī)，是直流電源不變的恒定電壓，與線圈連接實(shí)際位置的改變形成的，而且與線圈連接實(shí)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(jī)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(shí)，交流電機(jī)的感抗大小不同，負(fù)載性質(zhì)隨之改變，是一個(gè)極不穩(wěn)定的系統(tǒng)，很難實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)速。直流調(diào)速（變壓），電壓不同時(shí)，直流電機(jī)的電阻大小

10、不變，負(fù)載性質(zhì)不變，是一個(gè)非常穩(wěn)定的系統(tǒng)，很容易實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)速，幾個(gè)毫伏的電壓速度都可以分辨。由于無刷直流電動機(jī)的勵(lì)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(jī)高出1020%左右(依據(jù)功率大小而定)。無刷直流電動機(jī)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(shí)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械,同時(shí)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(jī)的所有優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。比較：直流電機(jī)具有優(yōu)良的啟動特性和調(diào)速特性，但造價(jià)較高；交流電機(jī)造價(jià)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(jī)與交流伺服電機(jī)直

11、流無刷電機(jī)：無刷直流電機(jī)感應(yīng)反電動勢也是梯形波的。無刷直流電機(jī)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(jì)技術(shù)，構(gòu)成自控式的調(diào)速系統(tǒng)?？刂茣r(shí)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(jī)PWM的方法進(jìn)行控制即可。本質(zhì)上，無刷直流電機(jī)也是一種永磁同步電動機(jī)，調(diào)速實(shí)際也屬于變壓變頻調(diào)速范疇。交流伺服電機(jī)：通常說的交流永磁同步伺服電機(jī)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(jī)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)矩控制的先進(jìn)控制方式。區(qū)別：方波

12、和正弦波控制導(dǎo)致的設(shè)計(jì)理念不同。最后明確一個(gè)概念，無刷直流電機(jī)的所謂“直流變頻”實(shí)質(zhì)上是通過逆變器進(jìn)行的交流變頻，從電機(jī)理論上講，無刷直流電機(jī)與交流永磁同步伺服電機(jī)相似，應(yīng)該歸類為交流永磁同步伺服電機(jī)；但習(xí)慣上被歸類為直流電機(jī)，因?yàn)閺钠淇刂坪万?qū)動電源以及控制對象的角度看，稱之為“無刷直流電機(jī)”也算是合適的。四、 電機(jī)調(diào)速1、直流電機(jī)調(diào)速：轉(zhuǎn)子電路串聯(lián)電阻（短時(shí)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，PWM調(diào)速系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)： a、采用全控型器

13、件的PWM調(diào)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(qiáng)。 b、由于開關(guān)頻率高，僅靠電動機(jī)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(shí)電動機(jī)的損耗和發(fā)熱都較小。 c、PWM系統(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，PWM直流調(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(shí)現(xiàn)可控整流來實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)的調(diào)

14、壓調(diào)速2、交流電機(jī)調(diào)速：（1）三相異步電動機(jī)：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(jī)定子極對數(shù)達(dá)到調(diào)速目的。特點(diǎn)：具有較硬的機(jī)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(jià)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(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。b、變頻調(diào)速：改變電動機(jī)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變頻器兩大類，目前國內(nèi)大都使用交直交變

15、頻器。其特點(diǎn)：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(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)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(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢來改變電動機(jī)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(jī)串級調(diào)速、機(jī)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(diǎn)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(jī)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7090的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)；晶閘管串級調(diào)速功率因數(shù)偏

16、低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。d、串入附加電阻：繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動機(jī)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(jī)械特性較軟。e、定子調(diào)壓調(diào)速：由于電動機(jī)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(kuò)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(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動機(jī)，或者在繞線式電動機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場合應(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

17、個(gè)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(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡單，易實(shí)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(jī)械。f、電磁調(diào)速：特點(diǎn)：裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡單、運(yùn)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(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。g、 液力耦合器調(diào)速：特點(diǎn)：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，工作可靠，使用及維修方便，且造價(jià)低；尺寸小，能容大；控制調(diào)節(jié)

18、方便，容易實(shí)現(xiàn)自動控制。本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速。（2）單相異步電動機(jī)：（和力矩電機(jī)相比，它恒轉(zhuǎn)矩；和變頻電機(jī)相比它不節(jié)能；和直流電機(jī)相比，它控制的精度低；）單相異步電動機(jī)和三相異步電動機(jī)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(jìn)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(jī)定子繞組串聯(lián)，利用電抗器上產(chǎn)生的壓降使加到電機(jī)定子繞組上的電壓低于電源電壓，從而達(dá)到降低電動機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。此種調(diào)速方法，只能是由電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速往低調(diào)。多用在吊扇及臺扇上。 b、電動機(jī)繞組內(nèi)部抽頭調(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

19、而達(dá)到改變電動機(jī)內(nèi)部氣隙磁場的大小，達(dá)到調(diào)節(jié)電動機(jī)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(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)加在單相電動機(jī)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(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，缺點(diǎn)是有一些電磁干擾。常用于電風(fēng)扇的調(diào)速上。五、 電機(jī)啟動1、 直流電機(jī)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(jī)直接接入到額定電壓的電源上啟動。由于直流電機(jī)電樞回路電阻和電感都較小，而轉(zhuǎn)動體具有一定的機(jī)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?yàn)殡妱訖C(jī)啟動電流很大，所以啟動轉(zhuǎn)矩大，電動機(jī)啟動迅速，但這一電流會使電網(wǎng)受到擾動、機(jī)組受到機(jī)械沖擊、

20、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(jī)，如家用電器中的直流電機(jī)。串電阻起動：在啟動時(shí)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(shí)通過暫時(shí)降低電動機(jī)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(jī)。（2）啟動轉(zhuǎn)矩直流電機(jī)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(jī)械損毀，所以必須加入啟動電阻以減少起動電流，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

21、-2.5倍左右，這樣電機(jī)及機(jī)械可以承受，啟動過程也能加快。2、 交流電機(jī)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(diǎn)是操縱控制方便，維護(hù)簡單，而且比較經(jīng)濟(jì)。主要用于小功率電動機(jī)的起動，從節(jié)約電能的角度考慮，大于11kw的電動機(jī)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(jī)的減壓起動方式。它的最大優(yōu)點(diǎn)是起動轉(zhuǎn)矩較大，當(dāng)其繞組抽頭在80%處時(shí)，起動轉(zhuǎn)矩可達(dá)直接起動時(shí)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-起動：正常運(yùn)

22、行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)，在起動時(shí)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(shí)的1/3，起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時(shí)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(jià)格也最便宜。除此之外，當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行，這樣能使電動機(jī)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(shí)現(xiàn)電動機(jī)的調(diào)壓起動，起動效果好但成本較高?？煽毓韫ぷ鲿r(shí)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

23、多臺可控硅設(shè)備時(shí)。因此可控硅元件的故障率較高，因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù)，因此對維護(hù)技術(shù)人員的要求也較高。變頻器：因?yàn)樯婕暗诫娏﹄娮蛹夹g(shù)，微機(jī)技術(shù)，因此成本高，對維護(hù)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?，星三角起動，自藕減壓起動因其成本低，維護(hù)相對軟起動和變頻控制容易，目前在實(shí)際運(yùn)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(diǎn)較多，在其運(yùn)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(jī)的啟動能力，啟動轉(zhuǎn)矩大于額定轉(zhuǎn)矩，一般電機(jī)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

24、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%以上。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%和80%兩組，需要較大啟動轉(zhuǎn)矩時(shí)接80%，否則接65%；六、 電機(jī)制動1、 反接制動：在電機(jī)斷開電源后，在電機(jī)的電源上加上與正常運(yùn)行電源反相的電源，加快電機(jī)的減速。反接制動有一個(gè)最大的缺點(diǎn)：當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速為0時(shí)，如果不及時(shí)撤除反相后的電源，電機(jī)會反轉(zhuǎn)。因此，不允許反轉(zhuǎn)的機(jī)械，如一些車床等，制動方法就不能采用反接制動了，而只能采用能耗制動或機(jī)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(gè)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

25、個(gè)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(shí)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(jī)的轉(zhuǎn)子速度超過電機(jī)同步磁場的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，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(jī)處于制動狀態(tài)。此時(shí)，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(jī)重物下降時(shí)，電機(jī)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(shí)，電機(jī)處于再生制動狀態(tài)。2、變頻調(diào)速時(shí)，當(dāng)變頻器把頻率降低時(shí)，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(shí)，電機(jī)

26、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(jī)械制動采用機(jī)械裝置使電動機(jī)斷開電源后迅速停轉(zhuǎn)的制動方法。如電磁抱閘、電磁離合器等電磁鐵制動器。七、 伺服電機(jī)1、直流伺服電機(jī)與直流無刷電機(jī)直流無刷電機(jī)和直流伺服電機(jī)是2類，概念上不存在交集。簡言之：直流伺服電機(jī)特指直流有刷電機(jī)。無刷電機(jī)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(shí)現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活，可以正弦波換相。電機(jī)免維護(hù)，效率很高，運(yùn)行溫度低，電磁輻射很小，長壽命，可用于各種環(huán)境。2、交流伺服電機(jī)與直流伺服電機(jī)直流伺服電機(jī)：就是把直流電機(jī)加上編碼器形成閉環(huán)控制，電機(jī)通過改變電的大小來

27、改變電機(jī)的扭矩、速度等參數(shù)。直流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)和普通直流電機(jī)差不多，只是直流電機(jī)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(jī)，是最理想的調(diào)速系統(tǒng)，這就導(dǎo)致直流伺服電機(jī)比較容易實(shí)現(xiàn)調(diào)速，控制精度較高。缺點(diǎn)是直流伺服電機(jī)有碳刷，容易造成電機(jī)的磨損，而且維護(hù)成本高操作麻煩。交流伺服電機(jī)：是交流電機(jī)的一種，通過伺服驅(qū)動器的矢量控制理論控制電機(jī)的扭矩，速度、位置等等，交流伺服電機(jī)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(lì)磁電壓，此時(shí)的交流伺服電機(jī)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(jī)，效果比直流伺服稍微差一點(diǎn)，但維護(hù)方便。缺點(diǎn)是價(jià)格高、精度沒直流的好

28、!推薦使用交流伺服電機(jī)，直流伺服電機(jī)太熱，控制精度不好，使用壽命短。永磁交流伺服電動機(jī)同直流伺服電動機(jī)比較，主要優(yōu)點(diǎn)有： 無電刷和換向器，因此工作可靠，對維護(hù)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(jìn)電機(jī)磁電式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、價(jià)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(jìn)電動機(jī)。轉(zhuǎn)子有永磁體的磁極，在氣隙中產(chǎn)生極性交替磁場，定子由四相繞組組成。當(dāng)A相繞組通電時(shí)，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(lì)磁時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場方向，

29、這時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一角度而位于新的磁場方向上，被勵(lì)磁相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向。若定子勵(lì)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(yùn)行頻率較低，是永磁式步進(jìn)電動機(jī)的一個(gè)缺點(diǎn)。但永磁式步進(jìn)電動機(jī)消耗功率較小，效率較高。(2)磁阻式步進(jìn)電動機(jī)。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(lì)磁時(shí)，轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)到使磁路磁阻最小的位置。當(dāng)另一相被勵(lì)磁，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到另一位置，使磁路磁阻為最小時(shí)，電動機(jī)就停止轉(zhuǎn)動。這時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角。磁阻式步進(jìn)電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式

30、較多。磁阻式步進(jìn)電動機(jī)步距角可做到115，甚至更小，精度容易保證，起動與運(yùn)行頻率較高，但功耗較大，效率較低。(3)混合式步進(jìn)電動機(jī)。它的定、轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)與磁阻式步進(jìn)電動機(jī)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。混合式步進(jìn)電動機(jī)兼有永磁式步進(jìn)電動機(jī)與磁阻式步進(jìn)電動機(jī)兩者的優(yōu)點(diǎn)，電動機(jī)步距角小，精度高，工作頻率高，且功耗小，效率高。主要特點(diǎn)1、一般步進(jìn)電機(jī)的精度為步進(jìn)角的3-5%，且不累積。2、步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。電機(jī)外表允許的最高溫度應(yīng)取決于不同電機(jī)磁性材料的退磁點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)外表溫度在攝氏80-90度完全正常。3、步進(jìn)電機(jī)的力矩會隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。

31、當(dāng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)，電機(jī)各相繞組的電感將形成一個(gè)反向電動勢；頻率越高，反向電動勢越大。在它的作用下，電機(jī)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(jìn)電機(jī)低速時(shí)可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。步進(jìn)電機(jī)有一個(gè)技術(shù)參數(shù)：空載啟動頻率，即步進(jìn)電機(jī)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(jī)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)更低。如果要使電機(jī)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(jī)轉(zhuǎn)速從低速升到高速）。九、 電動車用電動機(jī)：1、電動汽車用電機(jī)：從現(xiàn)已成熟的電機(jī)技術(shù)來看

32、，開關(guān)磁阻電機(jī)在各個(gè)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(jī)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(jī)。此外，如果按電流類型劃分還可分為直流電機(jī)和交流電機(jī)兩種。直流電動機(jī)：這類電機(jī)技術(shù)較為成熟，具備控制方式容易，調(diào)速優(yōu)良的特點(diǎn)，曾經(jīng)在調(diào)速電動機(jī)領(lǐng)域內(nèi)有著最為廣泛的應(yīng)用。但是由于直流電動機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致它的瞬時(shí)過載能力和電機(jī)轉(zhuǎn)速的進(jìn)一步提高受到限制，而且在長時(shí)間工作的情況下，電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生損耗，增加維護(hù)成本。此外，電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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

33、性能。由于直流電動機(jī)有著以上缺點(diǎn)，目前的電動汽車已經(jīng)基本將直流電機(jī)淘汰。異步電動機(jī)：相比于永磁同步電機(jī)，異步電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是成本低，工藝簡單、運(yùn)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(jī)。盡管在重量和體積方面，異步電動機(jī)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(jī)重量的劣勢。此外，異步電機(jī)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(jī)：永磁同步電機(jī)是新能源汽車領(lǐng)域使用最廣泛的電機(jī)。所謂永磁，是

34、指在制造電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)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(jī)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(jī)相比較，永磁同步電機(jī)能夠?yàn)樾履茉雌囂峁┳畲蟮膭恿敵雠c加速度。這也是永磁同步電機(jī)是廣大汽車制造商首選的主要原因。但是，永磁同步電機(jī)也有自身的缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)子上的永磁材料在高溫、震動和過流的條件下，會產(chǎn)生磁性衰退的現(xiàn)象，所以在相對復(fù)雜的工作條件下，電機(jī)容易發(fā)生損壞。而且永磁材料價(jià)格較高，因此整個(gè)電機(jī)及其控制系統(tǒng)成本較高。開關(guān)磁阻電動機(jī)：開關(guān)磁阻電機(jī)作為一種新型電機(jī)，相比其他類型的驅(qū)動電機(jī)而言，它具有結(jié)構(gòu)簡單堅(jiān)固、可靠性高、質(zhì)量輕

35、、成本低、效率高、溫升低、易于維修等諸多優(yōu)點(diǎn)。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(shí)適用于惡劣環(huán)境，非常適合作為電動汽車的驅(qū)動電機(jī)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(jì)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(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，電動機(jī)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(yùn)行的工況下，這兩點(diǎn)尤為明顯。綜上所述，這類電動機(jī)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(jī)：到現(xiàn)在仍舊停留在概念階段，輪轂電機(jī)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(jī)：永磁電機(jī)又分為有刷電機(jī)和無刷電機(jī)兩大類。有刷電機(jī):由碳刷與換向器進(jìn)行機(jī)械換向，一般有刷電機(jī)的電刷大約磨損2000小時(shí)就應(yīng)該換新。普通輪轂電機(jī)和柱式電機(jī)（也有叫中置電機(jī)的）需要專業(yè)維修人員才能更換，而串激電機(jī)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(yùn)三輪使用的串激電機(jī)電流很大，壽命到不了2000小時(shí)，幾個(gè)月就得更換，碳刷含銀量的多少價(jià)格相差很大有刷電機(jī)對外只有兩條連線，永磁有刷電機(jī)交換連線就可以改變轉(zhuǎn)動方向；串激電機(jī)沒有永久磁鐵，轉(zhuǎn)子和定子都是繞組，其中定子