电动机的分类、特点、应用场合、电动的选择.doc

(完整word版)电动机的分类、特点、应用场合、电动的选择一、 电动机的种类（一）流行的分类 1、按工作电源种类划分 稀土永磁直流电动机 铁氧体永磁直流电动机 无刷直流电动机 永磁直流电动机 铝镍钴永磁直流电动机 直流电动机 有刷直流电动机 串励直流电动机 电动机 并励直流电动机 电磁直流电动机 他励直流电动机 单相电动机 复励直流电动机 交流电动机 三相电动机7、按电机结构尺寸分类，可将电机分为大型、中型、小型：1）16号机座及以上，或机座中心高大于630mm，或者定子铁心外径大于990mm的，属于大型电动机。2）1115号机座，或机座中心高在355mm630mm，或者定子铁心外径在560990mm之间的，的属于中型电动机；3）10号及以下机座，机座中心高在80mm315mm，或者定子铁心外径在125560mm之间的，属于小型电动机；二、 各类电动机的特点和应用场合（按以结构和工作原理为例） 按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。（1） 同步电动机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。永磁同步电动机：特点：永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高，和直流电机相比它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而效率高，功率因数高，力矩惯量比大，定子电流和定子电阻损耗减小，且转子参数可测、控制性能好；但它与异步电机相比，也有成本高、起动困难等缺点。和普通同步电动机相比，它省去了励磁装置，简化了结构，提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制，因此永磁同步电机矢量控制系统引起了国内外学者的广泛关注。 应用场合：已广泛应用于石化、化纤、纺织、机械、电子、玻璃、橡胶包装、印刷、造纸、印染、冶金等行业的调速传动设备上。磁阻同步电动机：特点：结构简单，转子不存在电磁损耗，能避免开关磁阻电机的噪声大及低速运行时力矩脉动显著等缺点。应用场合：磁阻式同步电动机主要用于工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等领域。磁滞同步电动机：特点：1)能自行起动，并能平稳地牵入同步，无需起动绕组或其他起动装置。 2)转子无磁极结构，亦无需预先充磁，其磁极由定子旋转磁场磁化而成，便于设计成多极电动机。 3)从起动、运转到进入同步，从空载运转到输出最大同步转矩，输入电流几乎不变，但功率因数较低。 4)无滑动接触，电动机结构简单，成本较低，运行可靠，机械强度高，运行噪声小。 应用场合：磁滞同步电动机作为一种精密的恒速驱动元件，广泛使用于仪器仪表、工业自动化装置、陀螺导航系统和其他一些领域。在电源电压或负载转矩波动时，在一定范围内仍能保持转速恒定不变。此外，磁滞同步电动机还可以在异步状态下连续工作，在控制系统中代替伺服电动机。 （二）异步电动机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。 感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。 三相异步电动机：特点：优点：与单相异步电动机相比，三相异步电机结构简单，制造方便，运行性能好，并可节省各种材料，价格便宜。缺点：功率因数滞后，轻载功率因数低，调速性能稍差。应用场合：三相异步电机功率大，主要制成大型电机。它一般用于有三相电源(Triple-phase power)的大型工业设备中。首先说明一点的是，三相异步电机只用于电动机，极少用作发电机，都是同步电机用来发电。 单相异步电动机：特点：所用电源方便，结构简单,价格低廉，运行可靠,广泛应用于办公室、家庭和医院等只有单相电源的场合。 应用场合：单相异步电动机功率小，主要制成小型电机。它的应用非常广泛，如家用电器（洗衣机、电冰箱、电风扇）、电动工具（如手电钻）、医用器械、自动化仪表等。 罩极异步电动机：特点：罩极式交流电动机结构简单，制作成本低，运行噪声较小应用场合：被广泛应用在电风扇、电吹风、吸尘器等小型家用电器中。 罩极式电动机只有主绕组，没有启动绕组。 （三）交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。单相串励电动机:特点：无论是采用直流电源还是交流电源，单相串励电动机的机械特性都与普通串励直流电动机的机械特性类似。单相串励电动机有很大的启动转矩和软的机械特性。由于它转速高、体积小、启动转矩大、转速可调，既可在直流电源上使用，又可在单相交流电源上使用，因而在电动工具中得到广泛的应用。应用场合：串励电机因转速可调范围广，启动扭矩大的特点被广泛的应用于电动工具，厨房用品，地板护理产品领域。交直流两用电动机特点：交直流两用电机的内在结构与单纯的直流电机，没有大的差异，都是由机电刷经转向电器将电流输入电枢绕组，其磁场与电枢绕组成串联的形式。两用电机的转向切换十分方便，只要切换开关将磁场线圈反接，即能实现电机转子的逆转和顺转。应用场合：交直流两用电机，在洗衣机、吸尘器、排风扇等家用电器中应用较为广泛，在交流或直流供电下，其电机转速可高达20000转每分钟，同时，其电机的输出启动力矩也大。推斥电动机 特点：repulsi on motor 一种单相交流换向器电动机。定子绕组由单相电供电，转子为一个借电刷短接的带有换向器的电枢绕组 （图1推斥电动机的一种结构形式(一套电刷一个定子组)）。图1 推斥电动机的一种结构形式(一套电刷个定子绕组)）中电刷a-b可相对于定子绕组按需要动至任意位置。通过这一位置的移动，可以改变转子转向、机械特性和运行速度。 应用场合：适于单相供电并要求调速和改变转向的场合。 三、 我的的分类（按特种用途分）1、 防爆电机：防爆电机防爆电机是一种可以在易燃易爆厂所使用的一种电机， 运行时不产生电火花。 特点：(1)外壳具有较高的密封性，以减少或阻止粉尘进入外壳内，即使进入，其进入量也不致于形成点燃危险。 (2) 控制外壳最高表面允许温度不超过规定的温度组别。目前，已用于国家粮食储备库的机械化设备上。 应用场合：防爆电机主要用于煤矿、石油天然气、石油化工和化学工业。此外，在纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门也被广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备，通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械。图片： 应用实例： 8吨电池式防爆电机车 防爆电机就是石油化工生产主要的动力设备之一，是石油化工生产装置中用量最大的驱动设备，可以用于驱动石油化工行业中的压缩机、泵、减速机、风机和其他的传动机械设备等。2、 变频电机 特点：1、具备有启动功能。2、采用电磁设计，减少了定子和转子的阻值。3、适应不同工况条件下的频繁变速。4、在一定程度上节能。 应用场合：1.包装机械：各类枕式包装机、各类铝塑包装机、铝塑泡罩包装机、半自动捆包机、拉伸薄膜捆扎机、全自动栈板裹边机、自动充填包装机、封箱机、自动充填封扣机、打包机等。2.制药机械：移动提升加料机、全自动胶囊充填机、混合颗粒机、离心机、直线式贴标机、胶囊印字机、搓丸机等。变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。使用变频器的电机启动电流从零开始，逐渐增加，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，从而达到节能的效果，还延长了设备的使用寿命，节省了设备的维护费用。图片： 应用场合： 包装机械：包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、供料、堆码和拆卸等此外，包装还包括计量或在包装件上打印日期等工序。使用包装机械包装产品可提高生产率，减轻劳动强度，适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求 。 封装机 片式纸箱包装机制药机械：主要分为：原料药机械及设备：实现生物、化学物质转化，利用动物、植物、矿物制取医药原料的工艺设备及机械。制剂机械： 将药物制成各种剂型的机械与设备。药用粉碎机械：用于药物粉碎（含研磨）并符合药品生产要求的机械。饮片机械：对天然药用动物、植物、矿物进行选、洗、润、切、烘、炒、锻等方法制取中药饮片的机械。制药用水设备：采用各种方法制取制药用水的设备。药品包装机械：完成药品包装过程以及与包装过程相关的机械与设备。药用检测设备：检测各种药物制品或半制品质量的仪器与设备。其他制药机械及设备：执行非主要制药工序的有关机械与设备。 滚筒式全自动铝塑泡罩包装机 单冲压片机 离心泵3、 高压电机：高压电机是指额定电压在1000V以上电动机。常使用用的是6000V和10000V电压，由于国外的电网不同，也有3300V和6600V的电压等级。高压电机产生是由于电机功率与电压和电流的乘积成正比，因此低压电机功率增大到一定程度(如300KW/380V)电流受到导线的允许承受能力的限制就难以做大，或成本过高。需要通过提高电压实现大功率输出。 特点：优点是功率大，承受冲击能力强；缺点是惯性大，启动和制动都困难。 应用场合：高压电动机可用于驱动各种不同机械之用。如压缩机、水泵、破碎机、切削机床、运输机械及其它设备，供矿山、机械工业、石油化工工业、发电机等各种工业中作原动机用。用以传动鼓风机、磨煤机、轧钢机、卷扬机的电动机应在订货时注明用途及技术要求，采用特殊的设计以保障可靠运行。 图片： 应用举例：运输机械：分连续输送机械、搬运车辆、装卸机械等，还包括输送系统的辅助装置(储仓闸门、给料器、称量装置)。连续输送机械。分带式输送机、板式输送机、刮板输送机、螺旋输送机、斗式提升机、振动输送机、气力输送装置、液力输送装置等。工作特点是沿着给定的路线连续不断地运送成件或散粒物品。装卸货物无需停车。具有供料均匀，速度稳定，动力储备小，成本低和生产率高等优点。但每种型式的连续输送机只适合运送一定种类的物料,当线路长或布置复杂时，设备庞大,投资费用较高。搬运车辆。分牵引车、翻斗车、自卸汽车等。工作特点是机动灵活，适用于搬运沉重单件物品和集装箱货物。装卸机械。分叉车、卸载机、抛料机、翻斗机等，用于仓库、料场进行装卸作业。输送系统的辅助装置。用以调节货物流量，协调各机械间的工作，保证系统合理运行。 提升机械 牵引 牵引车电机5、 自整角机：自整角机是利用自整步特性将转角变为交流电压或由交流电压变为转角的感应式微型电机，在伺服系统中被用作测量角度的位移传感器。自整角机还可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。 特点：自整角机可用以实现角度信号的远距离传输、变换、接收和指示。两台或多台电机通过电路的联系，使机械上互不相连的两根或多根转轴自动地保持相同的转角变化，或同步旋转。电机的这种性能称为自整步特性。应用场合：在伺服系统中，产生信号一方所用的自整角机称为发送机，接收信号一方所用自整角机称为接收机。自整角机广泛应用于冶金、航海等位置和方位同步指示系统和火炮、雷达等伺服系统中。图片： 应用举例： 舰载自行火炮 有源相控阵雷达6、 超声波电动机特点：超声电机的两个显著特点是：1)低速大力矩输出：2)保持力矩大，宏观表现为起停控制性好。应用领域：1)航空航天领域 ：航空航天器往往处在高真空、极端温度、强辐射、无法有效润滑等恶劣条件中，且对系统重量要求严苛，超声马达是其中驱动器的最佳选择。2)精密仪器仪表电磁马达用齿轮箱减速来增大力矩，由于存在齿轮间隙和回程误差，难以达到很高定位精度，而超声马达可直接实现驱动，且响应快、控制特性好，可用于精密仪器仪表。3)机器人的关节驱动：用超声电动机作为机器人的关节驱动器，可将关节的固定部分和运动部分分别与超声马达的定、转子作为一体，使整个机构非常紧凑。日本开发出球型超声电动机，为多自由度机器人的驱动解决了诸多的难题。4)微型机械技术中的微驱动器：微型电机作为微型机械的核心，是微型机械发展水平的重要标志。微电子机械系统(micro electronic mechanical systems，缩写MEMS)的制造研发中，其电机多是毫米级的。医疗领域是微机械技术运用最具代表性的领域之一，超声电机在手术机器人和外科手术器械上已得到应用。5)电磁干扰很强或不允许产生电磁干扰的场合：在核磁共振环境下和磁悬浮列车运行的条件下，电磁电机不能正常工作，超声马达却能胜任。图片： 超声波电机 超声波电机应用举例：机器人的关节驱动：用超声电动机作为机器人的关节驱动器，可将关节的固定部分和运动部分分别与超声马达的定、转子作为一体，使整个机构非常紧凑。日本开发出球型超声电动机，为多自由度机器人的驱动解决了诸多的难题。 机器人传感器、电机训练平台四、 电动机选择经历： 在今年寒假的时候上了机械设计课程设计的课，于是在寒假期间我们花了半个月来完成这门课程设计，我的选题是以及“蜗轮蜗杆减速器的设计”，其中涉及到了电动机的选择。电动机的选择及相关计算如下：一、题目：设计某带式传输机中的蜗杆减速器工作条件：工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制。已知条件：滚筒圆周力F=4400N；带速V=0.75m/s；滚筒直径D=450mm。二、传动方案的拟定与分析由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V4-5 m/s,这正符合本课题的要求。三、电动机的选择1、电动机类型的选择按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380，型号选择Y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择1）传动装置的总效率： 2）电机所需的功率：3、确定电动机转速计算滚筒工作转速：按机械设计教材推荐的传动比合理范围，取一级蜗杆减速器传动比范围，则总传动比合理范围为I总=580。故电动机转速的可选范围为： 。符合这一范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第4方案比较适合，则选n=3000r/min。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S1-2。其主要性能：额定功率5.5KW；满载转速2920r/min；额定转矩2.2N*M。