电动机类型及特点
结构：同步电机和异步电机的定子绕组是相同的,主要区别在于转子的结构;同步电机的转子上有直流励磁绕组,所以需要外加励磁电源,通过滑环引入电流；而异步电机的转子是短路的绕组,靠电磁感应产生电流又称感应电机;相比之下,同步电机较复杂,造价高; 应用：同步电机大多用在大型发电机的场合;而异步电机则几乎全用在电动机场合;同步电机效率较异步电机稍高,在2000KW以上的电动机选型时,一般要考虑是否选用同步电机;
二、单相异步电动机与三相异步电动机：
单项电动机：当单相正弦电流通过定子绕组时,电机就会产生一个交变磁场,这个磁场的强弱和方向随时间作正弦规律变化,但在空间方位上是固定的,所以又称这个磁场是交变脉动磁场;这个交变脉动磁场可分解为两个以相同转速、旋转方向互为相反的旋转磁场,当转子静止时,这两个旋转磁场在转子中产生两个大小相等、方向相反的转矩,使得合成转矩为零,所以电机无法旋转;当我们用外力使电动机向某一方向旋转时如顺时针方向旋转,这时转子与顺时针旋
转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变小；转子与逆时针旋转方向的旋转磁场间的切割磁力线运动变大;这样平衡就打破了,转子所产生的总的将不再是零,转子将顺着推动方向旋转起来;通常根据电动机的起动和运行方式的特点,将单相异步电动机分为单相电阻起动异步电动机、单相电容起动异步电动机、单相电容运转异步电动机、单相电容起动和运转异步电动机、单相罩极式异步电动机五种;
区别：三相异步电动机采用380V三相供电,是用220V的电源,而且都是小功率的,最大只有;相比于同转速同功率的三相电机,单项电机的效率低、功率因数低、运行平稳性差、且体积大,成本高,但由于单相电源方便,且调速方便,因此广泛用于电动工具、医疗器械、家用电器等; 1、无刷直流电机：
无刷直流电机是永磁式同步电机的一种,而并不是真正的直流电机;无刷直流电机不使用机械的电刷装置,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转
子的永磁材料,性能上相较一般的传统直流电机有很大优势,是当今最理想的调速电机;直流无刷电机由电动机主体和驱动器组成,在电动机内装有位置传感器检测电动机转子的极性,驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速；提供保护和显示等等; 特点：
●全面替代直流电机调速、变频器+变频电机调速、异步电机+减速机调速；
●具有传统直流电机的所有优点,同时又取消了碳刷、滑环结构；
●可以低速大功率运行,可以省去减速机直接驱动大的负载；
●体积小、重量轻、出力大；
●转矩特性优异,中、低速转矩性能好,启动转矩大,启动电流小；
●无级调速,调速范围广,过载能力强；
●软启软停、制动特性好,可省去原有的机械制动或电磁制动装置；
●效率高,电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗,消除了多级减速耗,综合节电率可达20%~60%,仅节电一项一年收回购置成本；
●可靠性高,稳定性好,适应性强,维修与保养简单；
●耐颠簸震动,噪音低,震动小,运转平滑,寿命长；
●没有无线电干扰,不产生火花,特别适合爆炸性场所,有防爆型；
●根据需要可选梯形波磁场电机和正旋波磁场电机;
2、无刷直流电机与有刷直流电机
和直流电机是2个概念;虽然直流无刷电机名字带直流,实际上是不是直流电机;从分类上来看,直流电机是一类,而直流无刷电机则属于;武林大会八卦掌
1无刷电机的优点
●无电刷、低干扰：没有了有刷电机运转时产生的电火花,极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰;
●噪音低,运转顺畅：没有了电刷,运转时摩擦力大大减小,运行顺畅,发热量低,效率高,噪音低,对于模型运行稳定性是一个巨大的支持;
●寿命长,低维护成本：无刷电机的磨损主要是在轴承上,从机械角度看,无刷电机几乎是一种免维护的电动机了,必要的时候,只需做一些除尘维护即可;
但有刷电机低速扭力性能优异、转矩大等性能特点是无刷电机不可替代的
2从趋势上论,无刷减速电机可能取代有刷减速电机
●适用范围：无刷电机通常被使用在控制要求比较高,转速比较高的设备上,如航模,精密仪器仪表等对电机转速控制严格,转速达到很高的设备；通常动力设备使用的都是有刷电机,如吹风机,工厂的电动机,家用的抽油烟机等；
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●南昌工程学院学报使用寿命：无刷电机通常使用寿命在几万小时这个数量级,主要取决于轴承的不同；通常有刷电机的连续工作寿命在几百到1千多个小时,到达使用极限就需要更换碳刷；
●使用效果：无刷电机通常是数字变频控制,可控性强,从每分钟几转,到每分钟几万转都可以很容易实现;碳刷电机启动以后工作转速恒定,调速不是很容易,串激电机也能达到20000转/秒,但是使用寿命会比较短;
●节能环保方面：相对而言,无刷电机采用变频技术控制的会比串激电机节能很多,最典型的就是变频空调和冰箱;
●维修方面：碳刷电机需要更换碳刷,而无刷电机,使用寿命很长,日常维护基本不需要;
●噪音方面：与是否是有刷电机无关,主要是看轴承和点击内部组件的配合情况;
3、无刷直流电机与交流电机
无刷直流电机,定子是旋转磁场,拖着转子磁场转动；
交流同步电机,也是定子旋转磁场拖着转子磁场转动；
它们的不同是,旋转磁场旋转的原因不同：1交流同步电机,定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电,定子磁场的转动是交流电的变化快慢；2直流电机,是直流电源不变的恒定电压,与线圈连接实际位置的改变形成的,而且与线圈连接实际位置的改变是转子转动的快慢；这样,它们的调速方法就不同：1交流同步电机,定子磁场转动的原因是彼此落后120度的三相对称交流电,定子磁场的转动是交流电的变化快慢；只要改变交流电变化的快慢,就能改变电机的转速,即变频调速；羟甲基丙烯酰胺2直流电机,是直流电源不变的恒定电压,与线圈连接实际位置的改变形成的,而且与线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以调速,而转子的转速与电压成正比,改变电压就可改变转速,即调压调速；
直流调速不改变电机的负载性质,而交流调速改变了负载的性质；交流调速变频,频率不同时,交流电机的感抗大小不同,负载性质随之改变,是一个极不稳定的系统,很难实现精细调速;直流调速变压,电压不同时,直流电机的电阻大小不变,负载性质不变,是一个非常稳定的系统,很容易实现精细调速,几个毫伏的电压速度都可以分辨;
由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体,没有激磁损耗的问题,由于转子中无交变磁通,其
转子上既无铜耗又无铁耗,综合效率比同容量异步电动机高出10~20%左右依据功率大小而定;无刷直流电动机具有高效率、高转矩、高精度的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的机械,同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,产品性能超越传统直流电机的所有优点,是当今最理想的调速电机;
《理财周刊》比较：直流电机具有优良的启动特性和调速特性,但造价较高；交流电机造价低,电源方便,但启动特性和调速特性稍差；
4、无刷直流电机与交流伺服电机
直流无刷电机：无刷直流电机感应反电动势也是梯形波的;无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术,构成自控式的调速系统;控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可;本质上,无刷直流电机也是一种永磁同步电动机,调速实际也属于变压变频调速范畴;
交流伺服电机：通常说的交流永磁同步伺服电机具有定子三相分布绕组和永磁转子,感应电动势波形为正弦,外加的定子电压和电流也应为正弦波,一般靠交流变压变频器提供;永磁同
步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制磁场定向控制或直接转矩控制的先进控制方式;
区别：方波和正弦波控制导致的设计理念不同;最后明确一个概念,无刷直流电机的所谓“直流变频”实质上是通过逆变器进行的交流变频,从电机理论上讲,无刷直流电机与交流永磁同步伺服电机相似,应该归类为交流永磁同步伺服电机；但习惯上被归类为直流电机,因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看,称之为“无刷直流电机”也算是合适的;
四、电机调速
1、直流电机调速：
转子电路串联电阻短时调速、转子电路电压广泛应用,调节范围0—基速、改变磁通只能提高转速,基速以上,恒功率调速
1电压调速：可控电源调速、PWM脉宽调制调速广泛应用
与老式的可控直流电源调速系统相比,PWM调速系统有以下优点：
a、采用全控型器件的PWM调速系统,其脉宽调制电路的开关频率高,因此系统的频带宽,响应速度快,动态抗扰能力强;
b、由于开关频率高,仅靠电动机电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,同时电动机的损耗和发热都较小;
c、PWM系统中,主电路的电力电子器件工作在开关状态,损耗小,装置效率高,而且对交流电网的影响小,没有晶闸管整流器对电网的“污染”,功率因数高,效率高;
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