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非标机械设计必会:電(diàn)机选型

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:14737发表时间:2020-08-26
直流伺服力矩電(diàn)机可(kě)以实现恒力矩调速,用(yòng)的是速度环,在使用(yòng)電(diàn)机时, 直流伺服力矩電(diàn)机可(kě)以实现恒力矩调速,用(yòng)的是速度环,在使用(yòng)電(diàn)机时, 每个電(diàn)机需要配一个電(diàn)机驱动器。

電(diàn)机的种类
1.按工作電(diàn)源分(fēn)类:可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)动机和交流電(diàn)动机。其中交流電(diàn)动机还 分(fēn)為(wèi)单相電(diàn)动机和三相電(diàn)动机。
2.按结构及工作原理(lǐ)分(fēn)类:可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)动机,异步電(diàn)动机和同步電(diàn)动机。

关于转矩,功率怎么算出来的?
電(diàn)动机的功率.应根据生产机械所需要的功率来选择,尽量使電(diàn)动机在额定 负载下运行。选择时应注意以下两点:
(1)如果電(diàn)动机功率选得过小(xiǎo).就会出现“小(xiǎo)马拉大車(chē)”现象,造成電(diàn)动机 長(cháng)期过载.使其绝缘因发热而损坏.甚至電(diàn)动机被烧毁。
(2)如果電(diàn)动机功率选得过大.就会出现“大马拉小(xiǎo)車(chē)”现象.其输出机械功 率不能(néng)得到充分(fēn)利用(yòng),功率因数和效率都不高(见表),不但对用(yòng)户和電(diàn)网不利。而且还会造成電(diàn)能(néng)浪费。

要正确选择電(diàn)动机的功率,必须经过以下计算或比较:
(1) 对于恒定负载连续工作方式, 如果知道负载的功率(即生产机械轴上的功 率)Pl(kw).可(kě)按下式计算所需電(diàn)动机的功率 P(kw):P=P1/n1n2 式中 n1 為(wèi)生产机械的效率;n2 為(wèi)電(diàn)动机的效率。即传动效率。
所选電(diàn)动机的额定功率应等于或稍大于计算所得的功率。
例:某生产机械的功率為(wèi) 3.95kw.机械效率為(wèi) 70%、如果选用(yòng)效率為(wèi) 0.8 的電(diàn)动机,试求该電(diàn)动机的功率应為(wèi)多(duō)少 kw?
解=P1/ n1n2=3.95/0.7*0.8=7.1kw 由于没有(yǒu) 7.1kw 这—规格.所以选用(yòng) 7.5kw 的電(diàn)动机。
(2)短时工作定额的電(diàn)动机.与功率相同的连续工作定额的電(diàn)动机相比.最 大转矩大,重量小(xiǎo),价格低。因此,应尽量选用(yòng)短时工作定额的電(diàn)动机。
(3)对于断续工作定额的電(diàn)动机,其功率的选择要根据负载持续率的大小(xiǎo), 选用(yòng)专门用(yòng)于断续运行方式的電(diàn)动机。负载持续串 Fs%的计算公式為(wèi) FS%=tg/(tg+to)×100% 式中 tg 為(wèi)工作时间,t。為(wèi)停止时间 min;tg 十 to 為(wèi)工作周期时间 min。

此外.也可(kě)用(yòng)类比法来选择電(diàn)动机的功率。
所谓类比法所谓类比法,就是与类似生产机械所用(yòng)電(diàn)动机的功率进行对比。
验证的方法是: 用(yòng)钳形電(diàn)流表 钳形電(diàn)流表测量電(diàn)动机的工 验证的方法是 使電(diàn)动机带动生产机械运转, 钳形電(diàn)流表 作電(diàn)流,将测得的電(diàn)流与该電(diàn)动机铭牌上标出的额定電(diàn)流进行对比。

如果電(diàn)动机的实际工作電(diàn)流比铭牌上标出的额定電(diàn)流低 70%左右.则表明 70%左右. 電(diàn)动机的功率选得过大。大马拉小(xiǎo)車(chē)”应调换功率较小(xiǎo)的電(diàn)动机 功率较小(xiǎo)的電(diàn)动机。電(diàn)动机的功率选得过大。即“大马拉小(xiǎo)車(chē)”应调换功率较小(xiǎo)的電(diàn)动机。如果测得的電(diàn)动机工作電(diàn)流比铭牌上标出的额定電(diàn)流大 40%以上.则表明 40%以上. 電(diàn)动机的功率选得过小(xiǎo)。小(xiǎo)马拉大車(chē)" 应调换功率较大的電(diàn)动机. 電(diàn)动机的功率选得过小(xiǎo)。即"小(xiǎo)马拉大車(chē)",应调换功率较大的電(diàn)动机.

负载情况 空载 1/4 负载 1/2 负载 3/4 负载 满载
功率因数 0.2 0.5 0.77 0.85 0.89
效率 0 0.78 0.85 0.88 0.895

功率因数是有(yǒu)功功率和视在功率的比值,即 cosΦ=P/S 有(yǒu)功功率、无功功率、视在功率三者的关系:
1、有(yǒu)功功率(平均功率) 正弦交流電(diàn)在一个周期内的平均功率為(wèi):有(yǒu)功功率就是瞬时功率的平均值,也就是瞬时功率公式的第一部分(fēn),其中,cosφ 称為(wèi) RLC 電(diàn)路的功率因数。
2、无功功率 有(yǒu)功功率反映的是電(diàn)路消耗的功率, 而无功功率反映的是電(diàn)路储能(néng)元件的能(néng) 量交换情况,它等于能(néng)量变换的最大功率,计算可(kě)得:
3、视在功率 交流電(diàn)路中总電(diàn)压与总電(diàn)流有(yǒu)效值的乘积叫做视在功率,即:视在功率、 有(yǒu)功功率和无功功率构成一个直角三角形,我们称為(wèi)功率三角形。

電(diàn)机(即马达)的定义:
電(diàn)机是指依据電(diàn)磁感应定律实现電(diàn)能(néng)转换或传递的一种電(diàn)磁装置。電(diàn)动机也 俗称马达) ,在電(diàn)路中用(yòng)字母“M”(旧标准用(yòng)“D”)表示。它的主要作用(yòng)是产 生驱动转矩,作為(wèi)用(yòng)電(diàn)器或各种机械的动力源。发電(diàn)机在電(diàn)路中用(yòng)字母“G”表 示。它的主要作用(yòng)是利用(yòng)机械能(néng)转化為(wèi)電(diàn)能(néng) 。
按工作電(diàn)源种类划分(fēn):可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)机 交流電(diàn)机。
1.按工作電(diàn)源种类划分(fēn):可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)机和交流電(diàn)机。直流電(diàn)动机按工作原理(lǐ)可(kě)划分(fēn):无刷直流電(diàn)动机和有(yǒu)刷直流電(diàn)动机。
1.1 直流電(diàn)动机按工作原理(lǐ)可(kě)划分(fēn):无刷直流電(diàn)动机和有(yǒu)刷直流電(diàn)动机。其中交流電(diàn)机还可(kě)分(fēn):单相電(diàn)机和三相電(diàn)机
1.2 其中交流電(diàn)机还可(kě)分(fēn):单相電(diàn)机和三相電(diàn)机。按结构和工作原理(lǐ)划分(fēn):可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)动机、 交流)异步電(diàn)动机、
2.按结构和工作原理(lǐ)划分(fēn):可(kě)分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)动机、 交流)异步電(diàn)动机、 交 ( ( 同步電(diàn)动机。流)同步電(diàn)动机。
3.控制用(yòng)電(diàn)动机又(yòu)划分(fēn):步进電(diàn)动机和伺服電(diàn)动机等。

步进電(diàn)机是一种把電(diàn)脉冲信号转变成直線(xiàn)位移或角位移的元件, 每输入一个 脉冲,步进電(diàn)机就前进一步.因此,其直線(xiàn)位移或角位移与脉冲数成正比;線(xiàn)速 度或转速与脉冲频率成正比.它广泛用(yòng)于数控机床,绘图机,轧钢机的自动控制 及自动记录仪表中. 步进電(diàn)动机的种类很(hěn)多(duō).按运动方式可(kě)分(fēn)為(wèi)旋转运动,直線(xiàn)运动和平面运动 等几种;按工作原理(lǐ)可(kě)分(fēn)反应式,永磁式和永磁感应式几种. 异步電(diàn)动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。

同步電(diàn)动机的转子转速与负载大小(xiǎo)无关而始终保持為(wèi)同步转速。

2.无刷直流電(diàn)动机
2.1 直流无刷電(diàn)机的优越性 直流電(diàn)机具有(yǒu)响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可(kě)提供 额定转矩的性能(néng),但直流電(diàn)机的优点也正是它的缺点,因為(wèi)直流電(diàn)机要产生额定 负载下恒定转矩的性能(néng),则電(diàn)枢磁场与转子磁场须恒维持 90°,这就要藉由碳 刷及整流子。碳刷及整流子在電(diàn)机转动时会产生火花(huā)、碳粉因此除了会造成组件 损坏之外,使用(yòng)场合也受到限制。交流電(diàn)机没有(yǒu)碳刷及整流子,免维护、坚固、
应用(yòng)广,但特性上若要达到相当于直流電(diàn)机的性能(néng)须用(yòng)复杂控制技术才能(néng)达到。2.2 直流无刷電(diàn)机的控制结构 直流无刷電(diàn)机是同步電(diàn)机的一种, 直流无刷電(diàn)机即是将同步電(diàn)机加上電(diàn)子式控制(驱动器), 控制定子旋转磁场 的频率并将電(diàn)机转子的转速回授至控制中心反复校正, 以期达到接近直流電(diàn)机特 性的方式。也就是说直流无刷電(diàn)机能(néng)够在额定负载范围内当负载变化时仍可(kě)以控 制電(diàn)机转子维持一定的转速。

電(diàn)机用(yòng)途

非标机械设计必会:電(diàn)机选型

車(chē)用(yòng)发动机
1:伺服電(diàn)动机
伺服電(diàn)动机广泛应用(yòng)于各种控制系统中, 能(néng)将输入的電(diàn)压信号转换為(wèi)電(diàn)机轴 上的机械输出量,拖动被控制元件,从而达到控制目的。伺服電(diàn)动机有(yǒu)直流和交流之分(fēn),最早的伺服電(diàn)动机是一般的直流電(diàn)动机,在 控制精度不高的情况下,才采用(yòng)一般的直流電(diàn)机做伺服電(diàn)动机。目前的直流伺服 電(diàn)动机从结构上讲,就是小(xiǎo)功率的直流電(diàn)动机,其励磁多(duō)采用(yòng)電(diàn)枢控制和磁场控 制,但通常采用(yòng)電(diàn)枢控制。
2:步进電(diàn)动机
机主要应用(yòng)在数控机床制造领域,由于步进電(diàn)动机不需要 A/D 转 换,能(néng)够直接将数字脉冲信号转化成為(wèi)角位移,所以一直被认為(wèi)是最理(lǐ)想的数控 机床执行元件。除了在数控机床上的应用(yòng),步进電(diàn)机也可(kě)以用(yòng)在其他(tā)的机械上,比如作為(wèi)自 动送料机中的马达,作為(wèi)通用(yòng)的软盘驱动器的马达,也可(kě)以应用(yòng)在打印机和绘图 仪中。
3:力矩電(diàn)动机
力矩電(diàn)动机具有(yǒu)低转速和大力矩的特点。一般在纺织工业中经常使用(yòng)交流力 矩電(diàn)动机,其工作原理(lǐ)和结构和单相异步電(diàn)动机的相同。
4:开关磁阻電(diàn)动机
开关磁阻電(diàn)动机是一种新(xīn)型调速電(diàn)动机,结构极其简单且坚固,成本低,调 速性能(néng)优异,是传统控制電(diàn)动机强有(yǒu)力竞争者,具有(yǒu)强大的市场潜力。
5:无刷直流電(diàn)动机
无刷直流電(diàn)动机的机械特性和调节特性的線(xiàn)性度好,调速范围广,寿命長(cháng), 维护方便噪声小(xiǎo),不存在因電(diàn)刷而引起的一系列问题,所以这种電(diàn)动机在控制系 统中有(yǒu)很(hěn)大的应用(yòng)。
6:直流電(diàn)动机
直流電(diàn)动机具有(yǒu)调速性能(néng)好、起动容易、能(néng)够载重起动等优点,所以目前直 流電(diàn)动机的应用(yòng)仍然很(hěn)广泛,尤其在可(kě)控硅直流電(diàn)源出现以后。
7:异步電(diàn)动机
异步電(diàn)动机具有(yǒu)结构简单, 制造、 使用(yòng)和维护方便, 运行可(kě)靠以及质量较小(xiǎo), 成本较低等优点。异步電(diàn)动机主要广泛应用(yòng)于驱动机床、 水泵、 鼓风机、 压缩机、
起重卷扬设备、矿山(shān)机械、轻工机械、农副产品加工机械等大多(duō)数工农生产机械 以及家用(yòng)電(diàn)器和医疗器械等。在家用(yòng)電(diàn)器中应用(yòng)比较多(duō),例如電(diàn)扇、電(diàn)冰箱、空调、吸尘器等。
8:同步電(diàn)动机
同步電(diàn)动机主要用(yòng)于大型机械,如鼓风机、水泵、球磨机、压缩机、轧钢机 以及小(xiǎo)型、微型仪器设备或者充当控制元件。其中三相同步電(diàn)动机是其主體(tǐ)。此 外,还可(kě)以当调相机使用(yòng),向電(diàn)网输送電(diàn)感性或者電(diàn)容性无功功率

减速電(diàn)机
减速電(diàn)机是指减速机和電(diàn)机(马达)的集成體(tǐ)。 这种集成體(tǐ)通常也可(kě)称為(wèi)齿轮减速马达或齿轮電(diàn)机。

减速電(diàn)机
1、减速電(diàn)机结合國(guó)际技术要求制造,具有(yǒu)很(hěn)高的科(kē)技含量。
2、节省空间,可(kě)靠耐用(yòng),承受过载能(néng)力高,功率可(kě)达 95KW 以上。
3、能(néng)耗低,性能(néng)优越,减速机效率高达 95%以上。

减速電(diàn)机分(fēn)类
1、大功率齿轮减速電(diàn)机
2、同轴式斜齿轮减速電(diàn)机
3、平行轴斜齿轮减速電(diàn)机
4、螺旋锥齿轮减速電(diàn)机
5、YCJ 系列齿轮减速電(diàn)机

電(diàn)机保护器
電(diàn)机保护器的作用(yòng)是给電(diàn)机全面的保护,在電(diàn)机出现过载、缺相、堵转、短 路、过压、欠压、漏電(diàn)、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时,予以报 警或保护的装置。

二、选型的基本方法
(一)与选型有(yǒu)关的条件
1、電(diàn)机参数:要先了解電(diàn)机的规格型号、功能(néng)特性、防护型式、额定電(diàn)压、 额定電(diàn)流、额定功率、電(diàn)源频率、绝缘等级等。这些内容基本能(néng)给用(yòng)户正确选择 保护器提供了参考依据。
2、环境条件:主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、 電(diàn)磁污染等。
3、電(diàn)机用(yòng)途:主要指拖动机械设备要求特点,如风机、水泵、空压机、車(chē) 床、油田抽油机等不同负载机械特性。
4、控制方式:控制模式有(yǒu)手动、自动、就地控制、遠(yuǎn)程控制、单机独立运 行、生产線(xiàn)集中控制等情况。启动方式有(yǒu)直接、降压、星角、频敏变阻器、变频 器、软起动等。
5、其他(tā)方面:用(yòng)户对现场生产监护管理(lǐ)情况,非正常性的停机对生产影响 的严重程度等。

伺服:一词源于希腊语“奴隶”的意思。
同步電(diàn)机和异步電(diàn)机的區(qū)别
异步電(diàn)机是一种交流電(diàn)机, 其负载时的转速与所接電(diàn)网的频率之比不是恒定关系。

直流電(diàn)机和交流電(diàn)机有(yǒu)什么區(qū)别
電(diàn)机调速大致分(fēn)為(wèi)直流電(diàn)机调速和交流异步電(diàn)机调速两大类。

1.直流電(diàn)机调速有(yǒu):
1、電(diàn)枢回路串電(diàn)阻调速;
2、调電(diàn)枢電(diàn)压调速;
3、调励 磁電(diàn)压调速。其中调電(diàn)枢電(diàn)压调速使用(yòng)最為(wèi)广泛,双闭环调速系统就是属于这一 类。

2.直流電(diàn)机和交流异步電(diàn)机的區(qū)别:
1、直流電(diàn)机是有(yǒu)直流電(diàn)源来供電(diàn)的,而交流异步電(diàn)机是有(yǒu)交流電(diàn)源来供 電(diàn)的。它们在结构上有(yǒu)很(hěn)大區(qū)别。
2、直流電(diàn)机是双励磁形式,而交流异步電(diàn)机是单励磁的设备。
3.直流電(diàn)机和交流電(diàn)机的使用(yòng)區(qū)别 :
直流電(diàn)机具有(yǒu)响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可(kě)提供 额定转矩的性能(néng),但直流電(diàn)机的优点也正是它的缺点,因為(wèi)直流電(diàn)机要产生额定 负载下恒定转矩的性能(néng),则電(diàn)枢磁场与转子磁场须恒维持 90°,这就要藉由碳 刷及整流子。碳刷及整流子在電(diàn)机转动时会产生火花(huā)、碳粉因此除了会造成组件 损坏之外,使用(yòng)场合也受到限制。交流電(diàn)机没有(yǒu)碳刷及整流子,免维护、坚固、应用(yòng)广,但特性上若要达到相当于 直流電(diàn)机的性能(néng)须用(yòng)复杂控制技术才能(néng)达到。交流電(diàn)动机分(fēn)為(wèi)异步電(diàn)动机和同步 電(diàn)动机两类。
4.直流電(diàn)机和交流電(diàn)机區(qū)别
1,直流電(diàn)机用(yòng)直流電(diàn),交流電(diàn)机用(yòng)交流電(diàn);
2,直流電(diàn)机需要换向装置,分(fēn)為(wèi)有(yǒu)刷和无刷。有(yǒu)刷直流電(diàn)机通过换向器换向,无刷電(diàn)机通过電(diàn)路逻辑来换向;
3,交流電(diàn)机分(fēn)三相交流電(diàn)机(又(yòu)分(fēn)為(wèi):同步和异步) 、单相交流電(diàn)机。
4, 交流异步電(diàn)机和同步電(diàn)机的區(qū)别 在于 异步電(diàn)机的转子為(wèi)非磁性材料 (一般為(wèi)铜、铝) ,同步電(diàn)机的转子是永磁的(或相当于永磁)。
5,单相交流電(diàn)机和直流電(diàn)机的區(qū)别:
a,单相直流電(diàn)机转子或定子是永磁體(tǐ)(或相当于永磁體(tǐ),即:极性固定不变化) ,而单相交流電(diàn)机转子是非磁體(tǐ),也不需要通電(diàn)(一般為(wèi)鼠笼式) 。
b,若把单相交流電(diàn)通到无刷直流電(diàn)机上,不需要電(diàn)源换向逻辑電(diàn)路 電(diàn)机 便能(néng)动作。
c,单相交流電(diàn)机一般電(diàn)路(如:家用(yòng)洗衣机)

直流電(diàn)机和交流電(diàn)机區(qū)别 交流電(diàn)机是分(fēn)异步電(diàn)机和同步電(diàn)机的。而直流電(diàn)机不分(fēn),从某种意义上说,直流電(diàn)机都是同步的。
直流電(diàn)机是磁场不动,导體(tǐ)在磁场中运动;交流電(diàn)机是磁场旋转运动,而导 體(tǐ)不动.

6.直流電(diàn)机和交流電(diàn)机區(qū)别
直流電(diàn)机的硬特性较好;调速性能(néng)较好;维护、保养工作量较大;制造、控 制成本较高。
交流電(diàn)机的硬特性较差;调速性能(néng)较差;维护、保养工作量较小(xiǎo);制造、控制成本较低!

7.直流電(diàn)机和交流電(diàn)机區(qū)别
直流電(diàn)机可(kě)以与伺服的控制精度相媲美. 體(tǐ)积直流大交流小(xiǎo) 还有(yǒu)一个是起动转矩 直流大一点的電(diàn)机都需要外接大的冷却风扇。直流電(diàn)机和交流電(diàn)机差得太大了,電(diàn)源,调速原理(lǐ),构造等等都不一样,一 句话,没什么可(kě)比性。
交流電(diàn)机没有(yǒu)電(diàn)刷故障率低,直流電(diàn)机调速性能(néng)好,力矩大,机械特性好。以前变频不普及时,要求调速性能(néng)好的地方(机床,起重机,纺织等)都用(yòng)直流電(diàn)机。不过随着变频的发展,矢量变频+变频電(diàn)机的性能(néng)已经接近直流電(diàn)机了。直流電(diàn)机的维护成本高,必须隔段时间更换碳刷。交流電(diàn)机的维护成本低。大转矩还得用(yòng)直流電(diàn)机(微信公众号:SolidWorks非标机械设计)。

8.交流電(diàn)机跟直流電(diàn)机有(yǒu)什么區(qū)别?
區(qū)别就是驱动電(diàn)源的种类不同,交流電(diàn)机是交流,直流電(diàn)机是直流。交流電(diàn)机是定子所形成的旋转磁场在转子上感应出電(diàn)势后产生的旋转动力。转速一般是固定的转速。小(xiǎo)到家用(yòng)冰箱洗衣机吸尘器,大到机床,等等,都 使用(yòng)交流電(diàn)机。直流電(diàn)机的定子是一个固定磁场,直流電(diàn)通过转子的電(diàn)刷在其周围形成变 化的磁场,从而在定子内转动。在工业企业中,由于直流電(diàn)源相对比较可(kě)靠,直流電(diàn)机一般用(yòng)于要求能(néng)够可(kě)靠运行的备用(yòng)机械或保安机械;而由于直流電(diàn)机随着 输入電(diàn)压的变动转速也能(néng)变动,所以需要经常调速的地方采用(yòng)直流電(diàn)机也不少, 如,铣床,刨床,電(diàn)动車(chē)、地铁列車(chē)等等。由于交流比较容易获得,比较容易输送,所以目前我们所使用(yòng)的電(diàn)动机械大 部分(fēn)都是交流電(diàn)机驱动的,交流電(diàn)机应用(yòng)更广泛一些。

9.交流電(diàn)机与直流電(diàn)机的主要區(qū)别。
交流電(diàn)机 的主要區(qū)别
1、无刷直流電(diàn)机,定子是旋转磁场,拖着转子磁场转动;
2、交流同步電(diàn)机,也是定子旋转磁场拖着转子磁场转动;
3、那么从原理(lǐ)看,无刷直流電(diàn)机、交流同步電(diàn)机有(yǒu)什么不同
4、它们的不同是,旋转磁场旋转的原因不同:
(1)交流同步電(diàn)机,定子磁场转动的原因是彼此落后 120 度的三相对称交 流電(diàn),定子磁场的转动是交流電(diàn)的变化快慢; 
2)直流電(diàn)机,是直流電(diàn)源不变的恒定電(diàn)压,与線(xiàn)圈连接实际位置的改变形成的,而且与線(xiàn)圈连接实际位置的改变是转子转动的快慢;
5、这样它们的调速方法就不同:(微信公众号:SolidWorks非标机械设计)
(1)交流同步電(diàn)机,定子磁场转动的原因是彼此落后 120 度的三相对称交 流電(diàn),定子磁场的转动是交流電(diàn)的变化快慢;只要改变交流電(diàn)变化的快慢,就 能(néng)改变電(diàn)机的转速,即变频调速;
(2)直流電(diàn)机,是直流電(diàn)源不变的恒定電(diàn)压,与線(xiàn)圈连接实际位置的改变 形成的,而且与線(xiàn)圈连接实际位置的改变只与转子转动的快慢相关;只要改变转子的转速就可(kě)以调速,而转子的转速与電(diàn)压成正比,改变電(diàn)压就可(kě)改变转速,即 调压调速;
6、所以直流電(diàn)机、异步電(diàn)机调速的方法不同,是结构的问题,是转动原理(lǐ)的问题;7、直流電(diàn)机与异步電(diàn)机的根本區(qū)别在于:直流電(diàn)源与線(xiàn)圈的位置关系靠转子转动改变, 只有(yǒu)用(yòng)与转子转动相关的信号改变直流電(diàn)源与線(xiàn)圈的位置关系,是实现调速的核心问题;交流调速是调速,直 流调速也是调速,谁调速都一样?不一样,直流调速不改变電(diàn)机的负载性质,而交流调速改变了负载的性质;就是说,频率不同时,交流電(diàn)机的感抗大小(xiǎo)不同;電(diàn)压不同时,直流電(diàn)机的 電(diàn)阻大小(xiǎo)不变;有(yǒu)人说,那有(yǒu)什么关系?关系很(hěn)大,交流调速,变频,负载性质随之改变,是一个极不稳定的系统;直流调速,负载性质不变,是一个非常稳定的系统;交流调速,由于不稳定, 很(hěn)难实现精细调速;直流调速,由于稳定,很(hěn)容易实现精细调速,几个毫伏的電(diàn) 压速度都可(kě)以分(fēn)辨。

步进電(diàn)机和交流伺服電(diàn)机性能(néng)比较
步进電(diàn)机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有(yǒu)着本质的联系。在目前國(guó)内的数字控制系统中,步进電(diàn)机的应用(yòng)十分(fēn)广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服電(diàn)机也越来越多(duō)地应用(yòng)于数字控制系统中。為(wèi)了适应数 字控制的发展趋势, 运动控制系统中大多(duō)采用(yòng)步进電(diàn)机或全数字式交流伺服電(diàn)机 作為(wèi)执行電(diàn)动机。虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用(yòng) 性能(néng)和应用(yòng)场合上存在着较大的差异。现就二者的使用(yòng)性能(néng)作一比较。

一、 控制精度不同
两相混合式步进電(diàn)机步距角一般為(wèi) 3.6°、 1.8°, 五相混合式步进電(diàn)机步距角 一般為(wèi) 0.72 °、0.36°。也有(yǒu)一些高性能(néng)的步进電(diàn)机步距角更小(xiǎo)。如四通公司生产 的 一 种 用(yòng) 于慢 走 丝 机 床 的 步 进 電(diàn) 机 , 其 步 距 角 為(wèi) 0.09° ;德 國(guó) 百 格 拉 公 司 (BERGER LAHR) 生产的三相混合式步进電(diàn)机其步距角可(kě)通过拨码开关设置為(wèi) 1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了两相和五相混 合式步进電(diàn)机的步距角。
交流伺服電(diàn)机的控制精度由電(diàn)机轴后端的旋转编码器保证。以松下全数字式交流伺服電(diàn)机為(wèi)例,对于带标准 2500 線(xiàn)编码器的電(diàn)机而言,由于驱动器内部采 用(yòng)了四倍频技术,其脉冲当量為(wèi) 360°/10000=0.036°。对于带 17 位编码器的電(diàn)机而 言 , 驱 动 器 每 接 收 217=131072 个 脉 冲 電(diàn) 机 转 一 圈 , 即其 脉 冲 当 量 為(wèi) 360°/131072=9.89 秒(miǎo)。是步距角為(wèi) 1.8°的步进電(diàn)机的脉冲当量的 1/655。

二.低频特性不同
步进電(diàn)机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能(néng) 有(yǒu)关,一般认為(wèi)振动频率為(wèi)電(diàn)机空载起跳频率的一半。这种由步进電(diàn)机的工作原 理(lǐ)所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进電(diàn)机工作在低速时,一般应采用(yòng)阻尼技术来克服低频振动现象,比如在電(diàn)机上加阻尼器,或驱动 器上采用(yòng)细分(fēn)技术等。交流伺服電(diàn)机运转非常平稳,即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有(yǒu)共振抑制功能(néng),可(kě)涵盖机械的刚性不足,并且系统内部具有(yǒu)频率解析机 能(néng)(FFT) ,可(kě)检测出机械的共振点,便于系统调整。

三、矩频特性不同
步进電(diàn)机的输出力矩随转速升高而下降,且在较高转速时会急剧下降,所以 其最高工作转速一般在 300~600RPM。交流伺服電(diàn)机為(wèi)恒力矩输出,即在其额 定转速(一般為(wèi) 2000RPM 或 3000RPM)以内,都能(néng)输出额定转矩,在额定转速 以上為(wèi)恒功率输出。

四、过载能(néng)力不同
步进電(diàn)机一般不具有(yǒu)过载能(néng)力。交流伺服電(diàn)机具有(yǒu)较强的过载能(néng)力。以松下交流伺服系统為(wèi)例,它具有(yǒu)速度过载和转矩过载能(néng)力。其最大转矩為(wèi)额定转矩的 三倍,可(kě)用(yòng)于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进電(diàn)机因為(wèi)没有(yǒu)这种过载 能(néng)力,在选型时為(wèi)了克服这种惯性力矩,往往需要选取较大转矩的電(diàn)机,而机器在正常工作期间又(yòu)不需要那么大的转矩,便出现了力矩浪费的现象。

五、运行性能(néng)不同
步进電(diàn)机的控制為(wèi)开环控制,启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现 象,停止时转速过高易出现过冲的现象,所以為(wèi)保证其控制精度,应处理(lǐ)好升、降速问题。交流伺服驱动系统為(wèi)闭环控制,驱动器可(kě)直接对電(diàn)机编码器反馈信号 进行采样,内部构成位置环和速度环,一般不会出现步进電(diàn)机的丢步或过冲的现 象,控制性能(néng)更為(wèi)可(kě)靠。

六、速度响应性能(néng)不同
步进電(diàn)机从静止加速到工作转速(一般為(wèi)每分(fēn)钟几百转)需要 200~400 毫秒(miǎo)。交流伺服系统的加速性能(néng)较好,以松下 MSMA 400W 交流伺服電(diàn)机為(wèi)例,从静止加速到其额定转速 3000RPM 仅需几毫秒(miǎo),可(kě)用(yòng)于要求快速启停的控制场合。
异步電(diàn)动机与同步電(diàn)动机的概念分(fēn)别是什么?它们有(yǒu)什么區(qū)别?
同步電(diàn)机就是靠励磁電(diàn)流运行的,如果没有(yǒu)励磁,電(diàn)机就是异步的。 同步電(diàn)机就是靠励磁電(diàn)流运行的,如果没有(yǒu)励磁,電(diàn)机就是异步的。励磁是加在转子上的直流系统,它的旋转速度和极性与定子是一致的,如果励磁出现 问题,電(diàn)动机就会失步,调整不过来,触发保护“励磁故障”電(diàn)动机跳闸 说的 白一点,励磁電(diàn)流就是同步電(diàn)机转子中流过的電(diàn)流(有(yǒu)了这个電(diàn)流,使转子相当于一个電(diàn)磁铁,有(yǒu) N 极和 S 极) ,在正常运行时,这个電(diàn)流是由外部加在转子上的直流電(diàn)压产生的。以前这个直流電(diàn)压是由直流電(diàn)动机供给,现在大多(duō)是由可(kě)控 硅整流后供给。我们通常把可(kě)控硅整流系统称為(wèi)励磁装置。异步机就是電(diàn)机的转 子转动的速度与定子所产生的旋转磁场的旋转速度不一致,有(yǒu)一个差值(不同步) 。我们叫转差。这个转差与定子所产生的旋转磁场的转速的比率叫转差率。 同步机与异步机的區(qū)别在于: 异步机只是在定子侧加上電(diàn)压 同步机与异步机的區(qū)别在于 从供電(diàn)方面说,(也有(yǒu)转子上加電(diàn)压的) ,而同步机要在定子和转子上都加上電(diàn)压。也就是说异 步机是单边励磁,同步机是双边励磁。从转速方面说,异步机的转速只与负荷 大小(xiǎo)有(yǒu)关(当然有(yǒu)一定的范围),而同步机的转速只与電(diàn)网的频率有(yǒu)关。从结构 上说,同步電(diàn)机与异步机转子的构造也不一样。异步机的转子是有(yǒu)夕钢片和铝条 (或夕钢片和線(xiàn)圈组成) ,而同步机一般由数块磁钢和線(xiàn)圈组成(也有(yǒu)隐极式的不太一样) 当然还有(yǒu)许多(duō)差别,如工艺要求、设计问题等等。。

同步和异步都是指電(diàn)机的转速与電(diàn)源频率的关系。
同步是指電(diàn)机的转速与電(diàn)源交流電(diàn)的频率同步,与電(diàn)机的负荷无关。异步是指電(diàn)机的转速与電(diàn)源交流電(diàn)的频率不同步,与電(diàn)机的负荷有(yǒu)关。从应用(yòng)上分(fēn),同步電(diàn)机用(yòng)于对转速要求严格的场合,价格也很(hěn)贵。而异步 電(diàn)机普遍使用(yòng)在一般场合,价格低廉。
关于電(diàn)机的极数对数是级数的 2 倍
60 乘以 50 除以转速=极对数
50 是频率大家都知道,60 是 60 秒(miǎo) 转速就是铭牌上的额定转速。
其实容易发现 频率=周期/秒(miǎo)乘以 60 秒(miǎo)后等于 1 分(fēn)钟多(duō)少个周期, 除以 额定转速,很(hěn)明显就是把一转等分(fēn)為(wèi)几块分(fēn)的越多(duō)就极数越多(duō)。其实就是我们 变频器上提到的技术极对数的公式:
電(diàn)机的同步转速 n0=50*60/2p.式中 2p 為(wèi)极对数.電(diàn)机极对数一般為(wèi) 1.23.4.5. 一对极電(diàn)机同歩转速為(wèi) 3000rpm.
8 级:750r/min 左右
6 级:1000/min 左右
4 级:1500/min 左右

通力所有(yǒu)减速器要求输入一般不超过 1500r/min


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