特種電機種類(lèi)及特點(diǎn)

2015-11-16 23:07:13點(diǎn)擊: 編輯:湘潭電機廠(chǎng)

特種電機發(fā)展很快,種類(lèi)繁多,而且不斷產(chǎn)生新的品種和規格,因此不論是從原理、結構,還是從功能、使用等方面進(jìn)行比較嚴格的劃分都是比較困難的。電動(dòng)機工廠(chǎng)店根據資料了解到,目前電機大概可劃分為如下幾大類(lèi):永磁電機、伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)電機、磁阻類(lèi)電機、信號檢測類(lèi)電機和非傳統電磁原理電機等。

1、永磁電機

電機是以磁場(chǎng)為媒介進(jìn)行機械能和電能相互轉換的電磁裝置。在電機內建立進(jìn)行機電能量轉換所必需的氣隙磁場(chǎng)有兩種方法:一種是在電機繞組內通過(guò)電流來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。另一種是由永磁體來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)。用永磁體來(lái)產(chǎn)生勵磁磁場(chǎng)的電機稱(chēng)為永磁電機。在特種電機中,永磁電機使用最為廣泛,產(chǎn)量也最大,占特種電機總量的 85% 以上。永磁電機歷史悠久,但真正的發(fā)展是近年來(lái)隨著(zhù)高性能稀土永磁材料的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的。目前,稀土永磁電機的單臺容量已超過(guò)1000 kW,最高轉速已超過(guò) 300000 r/min,最低轉速低于 0.01 r/min,最小電機的外徑只有 0.8 mm,長(cháng)度為 1.2 mm。永磁電機主要包括永磁直流電動(dòng)機、永磁同步電動(dòng)機、永磁同步發(fā)電機、永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機、永磁步進(jìn)電動(dòng)機和永磁直線(xiàn)電動(dòng)機等。

與傳統的電磁電機相比,永磁電機,特別是稀土永磁電機,具有結構簡(jiǎn)單、運行可靠、體積小、質(zhì)量輕、損耗小、效率高等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn),并且其形狀和尺寸可以靈活多樣,因而應用范圍極為廣泛。

2、伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)電機

伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)電機最早是因軍事裝備的需要而發(fā)展起來(lái)的。隨著(zhù)電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、新材料技術(shù)、控制理論的不斷發(fā)展進(jìn)步,以及裝備系統對電機控制的速度、精度和實(shí)時(shí)性要求的不斷提高,伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)電機得到了空前的發(fā)展。與傳統電機相比,伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)特種電機是根據現代運動(dòng)控制的需要,以電磁理論為基礎,主要研究一組特定的輸入控制變量和輸出被控制變量之間的關(guān)系。此類(lèi)電機主要包括矢量控制感應電動(dòng)機、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機及驅動(dòng)器、永磁交流伺服電動(dòng)機及系統、永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機及控制器、步進(jìn)電動(dòng)機及驅動(dòng)器、有限轉角電動(dòng)機、直線(xiàn)電動(dòng)機,磁滯電動(dòng)機、交直流兩用電動(dòng)機等。伺服驅動(dòng)與控制類(lèi)電動(dòng)機的主要特點(diǎn)是:

1)因控制的需要,尤其是因運動(dòng)控制(工業(yè)進(jìn)步)而產(chǎn)生,或為了適應控制的要求而改變電機的功能特性。

2)輸入和輸出均為可控變量,很多情況下通過(guò)控制系統而相互關(guān)聯(lián)。

3)理論分析、研究復雜,不僅需要電磁基本理論,而且涉及控制理論、電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、集成電路技術(shù)和新材料技術(shù)等多門(mén)學(xué)科。

4)具有系統性和集成性,技術(shù)含量高。

5)由于大多采用電力電子裝置供電,故損耗研究相對復雜。

3、磁阻類(lèi)電動(dòng)機

磁阻類(lèi)電動(dòng)機的運行通俗地講是電磁鐵的原理。其結構特點(diǎn)使磁阻隨著(zhù)轉子的旋轉角度而變化,自感和互感都是旋轉角度的函數。磁阻電動(dòng)機儲存的磁能隨著(zhù)轉子的旋轉角度位置而變化,按照適當的時(shí)序向繞組提供電流即可產(chǎn)生轉矩。

本篇所述磁阻電動(dòng)機有開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機及驅動(dòng)器、步進(jìn)電動(dòng)機及驅動(dòng)器、低速同步電動(dòng)機三大類(lèi)。

磁阻類(lèi)電動(dòng)機的特點(diǎn)主要是:

1)發(fā)熱集中在定子上,轉子發(fā)熱少。

2)轉子為凸極,結構簡(jiǎn)單、牢固,耐熱性好。

3)繞組簡(jiǎn)單,多為集中繞組。

4)勵磁調節簡(jiǎn)單。

開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機結構簡(jiǎn)單,有較大的比功率,但轉矩波動(dòng)大,易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲;電機數學(xué)模型不明確;控制復雜。低速同步電動(dòng)機有較大的自整步能力,轉矩波動(dòng)小,數學(xué)模型明確,但轉子制造相對復雜。步進(jìn)電動(dòng)機可用于開(kāi)環(huán)位置控制,系統簡(jiǎn)單,但低頻時(shí)容易產(chǎn)生振蕩、失步,采用細分驅動(dòng)技術(shù)可減少失步,但控制較復雜。

4、信號檢測類(lèi)電機

信號檢測類(lèi)電機是輸入和輸出呈某種嚴格函數關(guān)系的一類(lèi)特種電機,其主要功能就是將運動(dòng)物體的速度或位置等轉換成電信號。這類(lèi)電機主要有自整角機、旋轉變壓器、感應移相器、感應同步器、軸角編碼器、測速發(fā)電機、電機擴大機等。近年來(lái),高精度、高可靠性的無(wú)刷自整角機、旋轉變壓器、感應移相器、測速發(fā)電機,以及多極和雙通道自整角機、旋轉變壓器、感應移相器,磁阻式自整角機和旋轉變壓器、微動(dòng)同步器等特殊原理及特殊要求的信號檢測類(lèi)特種電機市場(chǎng)日趨擴大。這類(lèi)電機廣泛應用于導彈、火箭、人造衛星、宇宙飛船、艦船、飛機、自行火炮、雷達、戰車(chē)等武器裝備中,用作各類(lèi)自動(dòng)化裝置的定位、位置傳感與指示、坐標變換與解算、速度解算與反饋。在工業(yè)自動(dòng)化方面,則越來(lái)越多地用于自動(dòng)控制、遙控、遙測和自動(dòng)監控系統中的檢測和解算。

這類(lèi)電機具有體積小、重量輕、精度高、可靠性高、工作壽命長(cháng)并能承受惡劣環(huán)境等特點(diǎn)。由于功能的不同、勵磁方式的不同、電流種類(lèi)的不同、安裝方式的不同、冷卻方式的不同以及環(huán)境條件要求的不同等,信號檢測類(lèi)特種電機種類(lèi)繁多、零部件多、結構精密、復雜多樣,和其他信號檢測用傳感器相比,這類(lèi)電機具有很好的電磁兼容性能和耐受惡劣環(huán)境條件的能力。

5、非傳統電磁原理電機

從工作原理來(lái)看,有些特種電機已經(jīng)突破了傳統電機理論的范疇。傳統電機是以磁場(chǎng)為媒介進(jìn)行機電能量轉換的電磁裝置。而隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,近年來(lái)借助微電子技術(shù)、精密機械技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)以及計算機技術(shù)等開(kāi)發(fā)研究出許多基于新原理的特種電機。如超聲波電機、微波電動(dòng)機、靜電電機、磁致伸縮驅動(dòng)器、非晶合金電機、分子電動(dòng)機、光熱電機、仿生電機、記憶合金電機等。


如按照相數,可分為單相、三相和多相電機;
按照頻率,可分為工頻、中頻和高頻電機;
按照電壓等級,可分為低壓電機和高壓電機;
按照電機轉速可分為單速電機和多速電機,還可分為低速和高速電;
按照有無(wú)電刷可分為有刷電機和無(wú)刷電機;
按照勵磁的來(lái)源可分為電勵磁、永磁和混合勵磁電機;
按照磁通走向可分為徑向、軸向和橫向磁通電機;
按照軸承可分為機械軸承、磁軸承和無(wú)軸承電機;
按照磁路介質(zhì)性質(zhì)可分為鐵心電機和空心電機;
按照磁場(chǎng)方向還可以分為同性極式和異性極式電機

按照用途可分為發(fā)電機、電動(dòng)機和控制用電機?刂朴秒姍C主要包括伺服電機、自整角機、步進(jìn)電動(dòng)機、旋轉變壓器、交直流兩用電機和測速發(fā)電機等;有些電機如爪極電機,罩極電機,超導電機,音圈電機等是按照其結構特點(diǎn)定義的。此外還有些電機是按照其應用場(chǎng)合命名的,如汽車(chē)電機,艦船電機,航空電機,航天電機,超低溫和超高溫電機,潛水電機,潛油電機,牽引電機,防爆電機,脈沖電機等。



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