電機(英文:Electric machinery,俗稱“馬達”)是指依據(jù)電磁感應定律實現(xiàn)電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。
電機在電路中是用字母M(舊標準用D)表示,它的主要作用是產(chǎn)生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源,發(fā)電機在電路中用字母G表示,它的主要作用是利用機械能轉化為電能。
劃分
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1.按工作電源種類劃分:可分為直流電機和交流電機。
1)直流電動機按結構及工作原理可劃分:無刷直流電動機和有刷直流電動機。
有刷直流電動機可劃分:永磁直流電動機和電磁直流電動機。
電磁直流電動機劃分:串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。
永磁直流電動機劃分:稀土永磁直流電動機、鐵氧體永磁直流電動機和鋁鎳鈷永磁直流電動機。
2)其中交流電機還可劃分:單相電機和三相電機。
2.按結構和工作原理可劃分:可分為直流電動機、異步電動機、同步電動機。
1)同步電機可劃分:永磁同步電動機、磁阻同步電動機和磁滯同步電動機。
2)異步電機可劃分:感應電動機和交流換向器電動機。
感應電動機可劃分:三相異步電動機、單相異步電動機和罩極異步電動機等。
交流換向器電動機可劃分:單相串勵電動機、交直流兩用電動機和推斥電動機。
3.按起動與運行方式可劃分:電容起動式單相異步電動機、電容運轉式單相異步電動機、電容起動運轉式單相異步電動機和分相式單相異步電動機。
4.按用途可劃分:驅動用電動機和控制用電動機。
1)驅動用電動機可劃分:電動工具(包括鉆孔、拋光、磨光、開槽、切割、擴孔等工具)用電動機、家電(包括洗衣機、電風扇、電冰箱、空調器、錄音機、錄像機、影碟機、吸塵器、照相機、電吹風、電動剃須刀等)用電動機及其他通用小型機械設備(包括各種小型機床、小型機械、醫(yī)療器械、電子儀器等)用電動機。
2)控制用電動機又劃分:步進電動機和伺服電動機等。
5.按轉子的結構可劃分:籠型感應電動機(舊標準稱為鼠籠型異步電動機)和繞線轉子感應電動機(舊標準稱為繞線型異步電動機)。
6.按運轉速度可劃分:高速電動機、低速電動機、恒速電動機、調速電動機。低速電動機又分為齒輪減速電動機、電磁減速電動機、力矩電動機和爪極同步電動機等。
調速電動機除可分為有級恒速電動機、無級恒速電動機、有級變速電動機和無級變速電動機外,還可分為電磁調速電動機、直流調速電動機、PWM變頻調速電動機和開關磁阻調速電動機。
異步電動機的轉子轉速總是略低于旋轉磁場的同步轉速。
同步電動機的轉子轉速與負載大小無關而始終保持為同步轉速。
直流式
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直流發(fā)電機的工作原理就是把電樞線圈中感應的交變電動勢,
直流電機實圖直流電機實圖
靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變?yōu)橹绷麟妱觿莸脑怼?br />
感應電動勢的方向按右手定則確定(磁感線指向手心,大拇指指向導體運動方向,其他四指的指向就是導體中感應電動勢的方向)。
工作原理
導體受力的方向用左手定則確定。這一對電磁力形成了作用于電樞一個力矩,這個力矩在旋轉電機里稱為電磁轉矩,轉矩的方向是逆時針方向,企圖使電樞逆時針方向轉動。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩(例如由摩擦引起的阻轉矩以及其它負載轉矩),電樞就能按逆時針方向旋轉起來。
直流電動機是依靠直流工作電壓運行的電動機,廣泛應用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風、電子表、玩具等。
電磁式
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電磁式直流電動機由定子磁極、轉子(電樞)、換向器(俗稱整流子)、電刷、機殼、軸承等構成,
電磁式直流電動機的定子磁極(主磁極)由鐵心和勵磁繞組構成。根據(jù)其勵磁(舊標準稱為激磁)方式的不同又可分為串勵直流電動機、并勵直流電動機、他勵直流電動機和復勵直流電動機。因勵磁方式不同,定子磁極磁通(由定子磁極的勵磁線圈通電后產(chǎn)生)的規(guī)律也不同。
串勵直流電動機的勵磁繞組與轉子繞組之間通過電刷和換向器相串聯(lián),勵磁電流與電樞電流成正比,定子的磁通量隨著勵磁電流的增大而增大,轉矩近似與電樞電流的平方成正比,轉速隨轉矩或電流的增加而迅速下降。其起動轉矩可達額定轉矩的5倍以上,短時間過載轉矩可達額定轉矩的4倍以上,轉速變化率較大,空載轉速甚高(一般不允許其在空載下運行)。可通過用外用電阻器與串勵繞組串聯(lián)(或并聯(lián))、或將串勵繞組并聯(lián)換接來實現(xiàn)調速。
并勵直流電動機的勵磁繞組與轉子繞組相并聯(lián),其勵磁電流較恒定,起動轉矩與電樞電流成正比,起動電流約為額定電流的2.5倍左右。轉速則隨電流及轉矩的增大而略有下降,短時過載轉矩為額定轉矩的1.5倍。轉速變化率較小,為5%~15%?赏ㄟ^消弱磁場的恒功率來調速。
他勵直流電動機的勵磁繞組接到獨立的勵磁電源供電,其勵磁電流也較恒定,起動轉矩與電樞電流成正比。轉速變化也為5%~15%?梢酝ㄟ^消弱磁場恒功率來提高轉速或通過降低轉子繞組的電壓來使轉速降低。
復勵直流電動機的定子磁極上除有并勵繞組外,還裝有與轉子繞組串聯(lián)的串勵繞組(其匝數(shù)較少)。串聯(lián)繞組產(chǎn)生磁通的方向與主繞組的磁通方向相同,起動轉矩約為額定轉矩的4倍左右,短時間過載轉矩為額定轉矩的3.5倍左右。轉速變化率為25%~30%(與串聯(lián)繞組有關)。轉速可通過消弱磁場強度來調整。
換向器的換向片使用銀銅、鎘銅等合金材料,用高強度塑料模壓成。電刷與換向器滑動接觸,為轉子繞組提供電樞電流。電磁式直流電動機的電刷一般采用金屬石墨電刷或電化石墨電刷。轉子的鐵心采用硅鋼片疊壓而成,一般為12槽,內嵌12組電樞繞組,各繞組間串聯(lián)接后,再分別與12片換向片連接。
主要用途
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1、伺服電動機
伺服電動機廣泛應用于各種控制系統(tǒng)中,能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量,拖動被控制元件,從而達到控制目的。
伺服電動機有直流和交流之分,最早的伺服電動機是一般的直流電動機,在控制精度不高的情況下,才采用一般的直流電機做伺服電動機。直流伺服電動機從結構上講,就是小功率的直流電動機,其勵磁多采用電樞控制和磁場控制,但通常采用電樞控制。
2、步進電動機
步進電動機主要應用在數(shù)控機床制造領域,由于步進電動機不需要A/D轉換,能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉化成為角位移,所以一直被認為是最理想的數(shù)控機床執(zhí)行元件。
除了在數(shù)控機床上的應用,步進電機也可以用在其他的機械上,比如作為自動送料機中的馬達,作為通用的軟盤驅動器的馬達,也可以應用在打印機和繪圖儀中。
3、力矩電動機
力矩電動機具有低轉速和大力矩的特點。一般在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動機,其工作原理和結構和單相異步電動機的相同。
4、開關磁阻電動機
開關磁阻電動機是一種新型調速電動機,結構極其簡單且堅固,成本低,調速性能優(yōu)異,是傳統(tǒng)控制電動機強有力競爭者,具有強大的市場潛力。
5、無刷直流電動機
無刷直流電動機的機械特性和調節(jié)特性的線性度好,調速范圍廣,壽命長,維護方便噪聲小,不存在因電刷而引起的一系列問題,所以這種電動機在控制系統(tǒng)中有很大的應用。
6、直流電動機
直流電動機具有調速性能好、起動容易、能夠載重起動等優(yōu)點,所以直流電動機的應用仍然很廣泛,尤其在可控硅直流電源出現(xiàn)以后。
7、異步電動機
異步電動機具有結構簡單,制造、使用和維護方便,運行可靠以及質量較小,成本較低等優(yōu)點。異步電動機主要廣泛應用于驅動機床、水泵、鼓風機、壓縮機、起重卷揚設備、礦山機械、輕工機械、農(nóng)副產(chǎn)品加工機械等大多數(shù)工農(nóng)生產(chǎn)機械以及家用電器和醫(yī)療器械等。
在家用電器中應用比較多,例如電扇、電冰箱、空調、吸塵器等。 [3]
8、同步電動機
同步電動機主要用于大型機械,如鼓風機、水泵、球磨機、壓縮機、軋鋼機以及小型、微型儀器設備或者充當控制元件。其中三相同步電動機是其主體。此外,還可以當調相機使用,向電網(wǎng)輸送電感性或者電容性無功功率。
保養(yǎng)方法
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專業(yè)電機保養(yǎng)維修中心電機保養(yǎng)流程:清洗定轉子--更換碳刷或其他零部件--真空F級壓力浸漆--烘干--校動平衡。
1、使用環(huán)境應經(jīng)常保持干燥,電動機表面應保持清潔,進風口不應受塵土、纖維等阻礙。
2、當電動機的熱保護連續(xù)發(fā)生動作時,應查明故障來自電動機還是超負荷或保護裝置整定值太低,消除故障后,方可投入運行。
3、應保證電動機在運行過程中良好的潤滑。一般的電動機運行5000小時左右,即應補充或更換潤滑脂,運行中發(fā)現(xiàn)軸承過熱或潤滑變質時,液壓及時換潤滑脂。更換潤滑脂時,應清除舊的潤滑油,并有汽油洗凈軸承及軸承蓋的油槽,然后將ZL-3鋰基脂填充軸承內外圈之間的空腔的1/2(對2極)及2/3(對4、6、8極)。
4、當軸承的壽命終了時,電動機運行的振動及噪聲將明顯增大,檢查軸承的徑向游隙達到下列值時,即應更換軸承。
5、拆卸電動機時,從軸伸端或非伸端取出轉子都可以。如果沒有必要卸下風扇,還是從非軸伸端取出轉子較為便利,從定子中抽出轉子時,應防止損壞定子繞組或絕緣。
6、更換繞組時必須記下原繞組的形式,尺寸及匝數(shù),線規(guī)等,當失落了這些數(shù)據(jù)時,應向制造廠索取,隨意更改原設計繞組,常常使電動機某項或幾項性能惡化,甚至于無法使用。
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