電動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
一、三相電機(jī)安裝方式
簡單來說,三相電動(dòng)機(jī)常用的安裝方式有?B3,?B5,B35三種:
B3有底座,無直連安裝法蘭盤;
B5無底座,有直連安裝法蘭盤;(B14無底座,有直連小安裝法蘭盤)
B35有底座,有直連安裝法蘭盤
二、步進(jìn)電機(jī)
步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或線位移的電動(dòng)機(jī)。每輸入一個(gè)脈沖信號(hào),轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度或前進(jìn)一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數(shù)成正比,轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。
在非超載的情況下,電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù),而不受負(fù)載變化的影響。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí),它就可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度,稱為“步距角"。
通常工業(yè)用混合型步進(jìn)電機(jī)的步距角是1.8度,就是200極。
三、伺服電機(jī)
伺服電機(jī)可以控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對象。
伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng),在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。
分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
控制,環(huán)路控制,可以轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、角速度來進(jìn)行控制。
四、單向電機(jī)電容
當(dāng)單相正弦電流通過定子繞組時(shí),電機(jī)就會(huì)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(dòng)磁場。這個(gè)交變脈動(dòng)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)。
要使單相電機(jī)能自動(dòng)旋轉(zhuǎn)起來,我們可在定子中加上一個(gè)起動(dòng)繞組,起動(dòng)繞組與主繞組在空間上相差90度,起動(dòng)繞組要串接一個(gè)合適的電容,使得與主繞組的電流在相位上近似相差90度,即所謂的分相原理。這樣兩個(gè)在時(shí)間上相差90度的電流通入兩個(gè)在空間上相差90度的繞組,將會(huì)在空間上產(chǎn)生(兩相)旋轉(zhuǎn)磁場
五、直流有刷電機(jī)/無刷電機(jī)(BLDC)結(jié)構(gòu)區(qū)別
1.有無電刷;
2.繞組,電子,轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)區(qū)別
六、直流有刷電機(jī)/無刷電機(jī)(BLDC)工作原理區(qū)別
有刷電機(jī)
無刷電機(jī)
七、直流有刷電機(jī)/無刷電機(jī)(BLDC)性能區(qū)別
有刷:運(yùn)行穩(wěn),出力大,效率低,壽命短(需要維護(hù))
無刷:體積小,重量輕,轉(zhuǎn)速高,價(jià)格貴
首先,作為基礎(chǔ)的電機(jī)類型,有刷電機(jī)通電就轉(zhuǎn),控制簡單。無刷電機(jī),尤其是需要正反轉(zhuǎn)時(shí),對控制有更高的要求。
*無刷電機(jī)需要搭配控制器
八、直流無刷電機(jī)的組合
九、步進(jìn)電機(jī)/伺服電機(jī)的區(qū)別
伺服電機(jī)精度更高,帶編碼器的伺服電機(jī),步角度可以秒為單位
步進(jìn)電機(jī)閉環(huán)控制,隨時(shí)知道電極的位置做調(diào)整,調(diào)整速度,電流,不失步
步進(jìn)電機(jī)不具備過載能力,伺服電機(jī)可以做到恒扭矩,該功能是電機(jī),控制器共同作用
十、電機(jī)速度控制(電機(jī)自身)-交流電機(jī)
交流電機(jī)速度公式:
n = 60 f / p
f 電源輸入頻率
p 電機(jī)極對數(shù)(定子繞組極對數(shù))
轉(zhuǎn)差率
定子繞組通入三相交流電,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體,
產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,感應(yīng)電動(dòng)勢在導(dǎo)體閉合回路內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流,
轉(zhuǎn)子電流與定子磁場相互作用產(chǎn)生電磁力,帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),
這個(gè)旋轉(zhuǎn)的方向與定子的旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致。
無外力影響的情況下,轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度低于定子磁場旋轉(zhuǎn)的速度。
定子磁場切割 ,轉(zhuǎn)子從轉(zhuǎn),有速度差,也就是異步電機(jī)名字的來由
十一、電機(jī)速度控制(電機(jī)自身)-直流電機(jī)
電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制就是控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)或者停止,以及轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制部分也叫做電子調(diào)速器
1、有刷電機(jī)調(diào)速過程是調(diào)整馬達(dá)供電電源電壓的高低。調(diào)整后的電壓電流通
過整流子及電刷地轉(zhuǎn)換,改變電極產(chǎn)生的磁場強(qiáng)弱,達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。
這一過程被稱之為變壓調(diào)速。
2、無刷馬達(dá)調(diào)速過程是馬達(dá)的供電電源的電壓不變,改變電調(diào)的控制信號(hào),
通過微處理器再改變大功率MOS管的開關(guān)速率,來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。
這一過程被稱之為變頻調(diào)速。
十二、逆變器
電機(jī)的速度應(yīng)與過程所需的速度*匹配,否則會(huì)導(dǎo)致效率低下,浪費(fèi)大量材料和能源。
控制這些電機(jī)的一種方法是使用逆變器,它不僅可以節(jié)省能源,還可以提高生產(chǎn)率并降低維護(hù)成本。
什么是逆變器?
那么什么是逆變器呢?我們的有時(shí)稱為交流驅(qū)動(dòng)器、變速驅(qū)動(dòng)器 (VSD) 或變頻驅(qū)動(dòng)器 (VFD)。
正確的術(shù)語是變頻器。它們位于電源和電機(jī)之間,來自電源的電力進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器,然后驅(qū)動(dòng)器調(diào)節(jié)然后
饋送到電機(jī)的功率。在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部,輸入電源通過 整流器 運(yùn)行,將輸入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源。
然后將直流電源饋入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)的電容器以平滑電波形,為下一步提供干凈的電源。
然后電力從電容器流向逆變器,逆變器將直流電源轉(zhuǎn)換為輸出到電機(jī)的交流電源。
此步驟允許驅(qū)動(dòng)器根據(jù)您當(dāng)前的過程需求調(diào)整提供給電機(jī)的頻率和電壓。
這意味著交流電源以所需的速度或扭矩運(yùn)行。
十三、電機(jī)選型的注意事項(xiàng)
除了電壓 功率 轉(zhuǎn)速之外,還有很多因素需要考量:
比如啟動(dòng)電流,時(shí)間常數(shù),功率因數(shù)等等,且電機(jī)是一個(gè)‘運(yùn)動(dòng)’的機(jī)械,還要考慮其動(dòng)態(tài)特性,負(fù)載曲線,速度曲線等等。
例如:兩臺(tái)電機(jī)達(dá)到一定扭矩需要的轉(zhuǎn)速不同,電機(jī)的整體性能還有價(jià)格,應(yīng)用場景可能*不同,
各個(gè)對自家電機(jī)的調(diào)教都有不同,應(yīng)用不同的場景,不能簡單替換。
小結(jié)