电动机类型的选择
常用电机的种类和用途
常用电机的种类和用途一、直流电机1. 制动器•用途：直流电机制动器广泛应用于电梯、起重机、轨道交通等设备中，用于实现停车和制动控制。
•特点：具有快速反应、可靠性高、制动力矩稳定等特点。
2. 扇形电机•用途：扇形电机主要用于风扇、空调等家用电器中，用于产生风力或气流。
•特点：体积小、噪音低、节能高效。
3. 舵机•用途：舵机广泛应用于机器人、遥控模型等领域，用于控制机械臂、舵面等部件的运动。
•特点：具有高精度、快速响应、稳定性好等特点。
4. 无刷直流电机•用途：无刷直流电机主要应用于电动工具、家电、汽车等领域，用于实现动力传输。
•特点：寿命长、效率高、无电刷磨损等优点。
二、交流电机1. 感应电动机•用途：感应电动机广泛应用于工业生产中的泵、风机、压缩机等设备，用于驱动机械运动。
•特点：结构简单、可靠性高、维护成本低等特点。
•用途：同步电动机主要应用于电力系统中的发电机、水泵等设备，用于产生电能或驱动机械。
•特点：运行稳定、功率因数高、调速性能好等优点。
3. 阻抗式电动机•用途：阻抗式电动机主要用于家庭电器中的洗衣机、冰箱等设备，用于驱动转动部件。
•特点：体积小、噪音低、节能高效等特点。
4. 电磁矩电动机•用途：电磁矩电动机广泛应用于机床、冶金设备等领域，用于实现精密控制和高速运动。
•特点：响应速度快、控制精度高、负载能力强等优点。
三、步进电机1. 单相步进电机•用途：单相步进电机主要用于家用电器中的微波炉、洗衣机等设备，用于驱动转盘、搅拌器等部件。
•特点：结构简单、成本低、控制方便等特点。
2. 二相步进电机•用途：二相步进电机广泛应用于打印机、数码相机等设备，用于精确定位和控制转动角度。
•特点：精度高、运行平稳、响应速度快等优点。
3. 三相步进电机•用途：三相步进电机主要应用于纺织、印刷等行业的机械设备中，用于实现精密控制和高速运动。
•特点：输出扭矩大、运行平稳、控制精度高等特点。
•用途：四相步进电机广泛应用于数控机床、光纤设备等领域，用于实现高精度的定位和控制。
电动机选型导则
电动机选型导则主要包括以下几个方面：
1. 确定所需功率和转速：根据实际应用需求，确定所需的功率和转速，选择合适的电机类型和规格。
2. 考虑电源要求：根据电源的电压、频率、相数等参数选择合适的电机，确保电机能够正常工作。
3. 确定负载特性：了解负载的特性，如转矩、惯量、加速度等，选择能够满足负载要求的电机。
4. 考虑环境因素：根据实际工作环境，如温度、湿度、粉尘等，选择适合的电机防护等级和绝缘材料。
5. 确定电机类型：根据实际需求，选择直流电机、交流电机、步进电机等不同类型的电机，以满足不同的控制要求。
6. 考虑附加功能：根据实际需求，选择具有制动器、编码器、减速器等附加功能的电机，以提高系统的稳定性和精度。
7. 考虑成本：在满足性能要求的前提下，选择性价比高的电机，降低成本。
8. 考虑维护和可靠性：选择维护成本低、可靠性高的电机，减少故障率，提高生产效率。
9. 参考标准和规范：在选型过程中，应遵循相关的标准和规范，确保电机的安全性和可靠性。
10. 考虑安装空间和尺寸：根据实际安装空间和尺寸要求，选择适合的电机尺寸和形状。
总之，电动机选型需要综合考虑多个因素，包括功率和转速、电源要求、负载特性、环境因素、电机类型、附加功能、成本、维护和可靠性、标准和规范以及安装空间和尺寸等。
根据实际需求进行选择，可以确保电机的性能和可靠性，同时降低成本和维护成本。
电动机类型及如何选择电动机
电动机类型及如何选择电动机电动机是一种将电能转化为机械能的设备，广泛应用于各行各业。
根据不同的工作原理、结构特点和用途要求，电动机可以分为多种类型。
下面将介绍一些常见的电动机类型，并探讨如何根据实际需求选择适合的电动机。
1. 直流电动机（DC motor）：直流电动机是一种常用的电动机类型，其工作原理是电流通过电刷和通电线圈之间的相互作用产生转矩。
直流电动机具有起动电流大、速度调节范围广等特点，适合需要精确控制转速的应用。
2. 交流异步电动机（AC induction motor）：交流异步电动机是最常见的电动机类型之一、它通过磁场的旋转产生转矩，常用于家用电器、工业机械和交通工具等领域。
交流异步电动机具有结构简单、维护成本低等优点，但转速调节相对较难。
3. 交流同步电动机（AC synchronous motor）：交流同步电动机是一种精确控制转速的电动机，其转速与频率成正比，适用于需要高精度驱动的应用，如定速驱动、定向驱动等。
4. 步进电动机（Stepper motor）：步进电动机是一种数字式控制电动机，能够非常准确地控制转角和转速。
步进电动机常用于精密定位、工控设备等领域，但其转矩相对较低。
在选择电动机时，需要考虑以下几个方面：1.功率需求：根据实际应用的负载和转矩要求，选择适当的电动机功率。
功率的选取应考虑到峰值工作负荷和持续工作负荷。
2.转速要求：根据工作过程中所需的转速要求，选择合适的转速范围。
不同类型的电动机有不同的转速特性，需要根据实际需求进行选择。
3.工作环境：根据电动机所处的工作环境，选择能够适应该环境的电动机。
如果在恶劣环境下工作，应选择具有防护等级的电动机。
4.控制方式：根据对转速和位置控制的要求，选择合适的电动机类型和控制方式。
有些应用需要精确的转速和位置控制，需要选择带有闭环控制系统的电动机。
5.经济性：综合考虑价格、性能和可靠性等因素，选择具有较高的性价比的电动机。
5个电机选型步骤
5个电机选型步骤电机选型需要的基本内容有：所驱动的负载类型、额定功率、额定电压、额定转速、其他条件。
一、所驱动的负载类型这个得反过来从电机特点说。
电机可以简单划分为直流电机和交流电机，交流又分为同步电机和异步电机。
1、直流电机直流电机的优点是可以方便地通过改变电压调节转速，并可以提供较大的转矩。
适用于需要频繁调节转速的负载，如钢厂的轧机，矿山的提升机等。
但现在随着变频技术的发展，交流电机也可以通过改变频率来实现调节转速。
不过虽然变频电机价格比普通电机贵不了多少，但变频器价格在整套设备中占据主要部分，所以直流电机还有一个优点是便宜。
直流电机的缺点在于结构复杂，任何设备只要结构复杂，必然导致故障率增加。
直流电机相比于交流电机，除了绕组复杂（励磁绕组、换向极绕组、补偿绕组、电枢绕组），还增加了滑环、电刷和换向器。
不仅对制造商的工艺要求高，而且后期维护成本也相对较高。
因此直流电机在工业应用中是处在一个逐渐没落但过渡阶段仍有用武之地的尴尬境地。
如果用户资金比较充裕的话，建议选择交流电机配变频器的方案，毕竟使用变频器也带来很多好处，这个不细说了。
2、异步电机异步电机的优点在于结构简单，性能稳定，维护方便，价格便宜。
且制造工艺上也是较简单的，曾听车间的老技师说过，装配一台直流电机的所用工时，可以完成差不多功率的两台同步电机或者四台异步电机，由此可见一斑。
因此异步电机在工业中得到了较广泛的应用。
异步电机又分为鼠笼型电机和绕线型电机，其区别在于转子。
鼠笼型电机转子由金属条制成，铜制或铝制。
铝的价格比较低，我国又是铝矿大国，在要求不高的场合应用广泛。
但铜的机械性能和导电性能都好于铝，就我所接触的绝大部分都是铜制转子。
鼠笼型电机在工艺上解决了断排的问题后，可靠性远远超过绕组型转子的电机。
而其缺点在于，金属转子在旋转的定子磁场中切割磁感线获得的转矩较小，且起动电流较大，对起动力矩要求较大的负载难以胜任。
尽管增加电机铁心长度可以获得更多的转矩，但力度十分有限。
电机选型与计算
电机选型与计算介绍电机选型和计算是在设计电气系统时的重要任务。
正确选择适合的电机类型和大小对于确保系统的正常运行至关重要。
本文档将介绍电机选型的一般步骤，并提供相关计算示例。
电机选型步骤1. 确定负载要求在选择电机之前，首先需要确定负载的要求。
这包括负载的功率、转速和工作周期等方面的要求。
根据这些要求，我们可以确定电机的类型和额定参数。
2. 选择电机类型根据负载要求，选择适合的电机类型。
常见的电机类型包括直流电动机、交流异步电动机和交流同步电动机等。
每种类型的电机都有其特定的适用场景和优缺点。
3. 计算负载参数根据负载的功率和转速要求，计算出负载所需的扭矩和转矩。
这些参数将帮助我们确定电机的额定参数，例如额定功率和额定转速。
4. 确定额定参数根据计算得出的负载参数，确定电机的额定参数。
这包括额定功率、额定转矩、额定电压和额定转速等。
确保选择的电机能够满足负载的要求，并具备一定的余量。
5. 进行效率和功率因数的计算根据电机的额定参数，计算电机的效率和功率因数。
这些参数将帮助我们评估电机在实际运行中的能效和电能利用情况。
电机选型计算示例假设我们需要选型一台交流异步电机，用于驱动一台工业风机。
工业风机的负载功率为5千瓦，额定转速为1500转/分钟。
根据以下步骤进行选型计算：1. 确定负载要求：负载功率为5千瓦，额定转速为1500转/分钟。
2. 选择电机类型：由于需求是工业应用，我们选择交流异步电动机。
3. 计算负载参数：根据负载功率和转速，计算所需的扭矩和转矩。
4. 确定额定参数：根据计算得到的负载参数，选择适合的电机额定参数，例如额定功率、额定转矩和额定电压等。
5. 进行效率和功率因数的计算：根据电机的额定参数，计算电机的效率和功率因数。
以上是电机选型和计算的一般步骤和计算示例。
根据实际需求和应用场景，可能需要进行更详细和复杂的计算和分析。
电动机选择和容量计算
电动机选择和容量计算电动机选择和容量计算电动机的选择和容量计算电动机选择的基本要求（GB__－93,第2.2.1条）：电动机的工作制、额定功率、堵转转距、最小转距、最大转距，转速及其调节范围等电气和机械参数，应满足电动机所拖动的机械（以下简称机械）在各种运行方式下的要求。
1.电动机的类型选择电气传动系统由电动机、电源装置和电气传动控制系统三部分组成。
经常使用的电动机类型可以分为：笼型电动机异步电动机交流电动机绕线型电动机普通同步机励磁同步电动机无换向器电动机磁阻电动机永磁并激（他励）串激（串励）直流电动机复激（复励）永磁直流电动机（小功率）常用的电动机类型及各类电动机的比较如下：(1) 笼型电动机：结构简单、耐用、可靠、易维护、价格低、特性硬，但起动和调速性能差，起动时的功率因数低（0.25左右），一般无调速要求的机械应广泛采用。
在变频电源供电的情况下可变频调速。
变极多速电动机，可分级调速，但体积大，价格较贵。
笼型电动机的自然机械特性如图1所示。
图1常用的表达式为：M=2McrSScr ScrS电动机选择和容量计算式中M―电磁转矩（N-m）;Mcr―临界转矩（N-m）; S―转差率；Scr―临界转差率。
(2)绕线型电动机：因有滑环，结构复杂，维修麻烦，价格比较贵。
但由于它的起动力矩大，起动时的功率因数高，且可进行小范围的速度调节，控制设备也简单，故适用于电网容量小，起动次数多的机械，如起重机上的机械设备。
此外，绕线型电动机也用于需要软化特性的机械，如带飞轮的剪断机等。
绕线型电动机的自然机械特性和表达式与笼型机相同。
（3）同步电动机：恒转速输出，功率因数可调，价格贵，一般只在不需要调速的高电压、大容量的机械上采用，以改善并提高电网的功率因数，如鼓风机、空压机及水泵等设备。
但是，近年来，随着变频技术的发展，高电压、大容量的同步机已广泛用于冷、热轧机的主传动上，其优点是：a. 功率因数高，效率高，因此需要的变频装置的容量小。
常用电动机类型及特点
电动机类型及特点一、同步电机与异步电机区别：〔均属交流电机〕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.而异步电机那么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,转子所产生的总的电磁转矩将不再是零,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,单相电机是用220V的电源,而且都是小功率的,最大只有2.2KW .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,本钱高,但由于单相电源方便,且调速方便,因此广泛用于电开工具、医疗器械、家用电器等.三、无刷直流电机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,以限制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号, 用来限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应信号,用来限制和调整转速；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,过载水平强;•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本钱；•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直流无刷电机和直流电机是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,而直流无刷电机那么属于同步电机. 〔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,低维护本钱：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限制要求比拟高,转速比拟高的设备上, 如航模,精密仪器仪表等对电机转速限制严格,转速到达很高的设备；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；•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限制,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,串激电机也能到达20000转/秒,但是使用寿命会比拟短.•节能环保方面：相对而言,无刷电机采用变频技术限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,日常维护根本不需要.•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；〔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.比拟：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.无刷直流电机的限制需要位置信息反应,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.限制时各相电流也尽量限制成方波,逆变器输出电压根据有刷直流电机PWM 的方法进行限制即可.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.永磁同步电机限制系统常采用自控式,也需要位置反应信息,可以采用矢量限制〔磁场定向限制〕或直接转矩限制的先进限制方式.区别：方波和正弦波限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,由于从其限制和驱动电源以及限制对象的角度看,称之为“无刷直流电机〞也算是适宜的.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〔只能提升转速,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,动态抗扰水平强.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.d、主电路所需的功率元件少,线路简单,限制方便.目前,受到器件容量的限制,PWM直流调速系统只用于中、小功率的系统.国内的超大功率调速还要依靠可控硅实现可控整流来实现直流电机的调压调速2、交流电机调速：〔1〕三相异步电动机：a、变极对数调速方法：改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数到达调速目的. 特点：具有较硬的机械特性,稳定性良好；无转差损耗,效率高；接线简单、限制方便、价格低；有级调速,级差较大,不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性.本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等.b、变频调速：改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法.变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流一直流一交流变频器和交流一交流变频器两大类,目前国内大都使用交一直一交变频器.其特点：效率高,调速过程中没有附加损耗；应用范围广,可用于笼型异步电动机；调速范围大,特性硬,精度高；技术复杂,造价高,维护检修困难.本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合.c、串级调速：绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,到达调速的目的.根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高；装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速70%—90% 的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行,预防停产；晶闸管串级调速功率因数偏低, 谐波影响较大.本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用.九串入附加电阻：绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行.串入的电阻越大,电动机的转速越低.此方法设备简单,限制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上.属有级调速,机械特性较软.e、定子调压调速：由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻.为了扩大稳定运行范围,当调速在2：1以上的场合应采用反应限制以到达自动调节转速目的.调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种.晶闸管调压方式为最正确.调压调速的特点：调压调速线路简单,易实现自动限制；调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低.调压调速一般适用于100KW 以下的生产机械.f、电磁调速：特点：装置结构及限制线路简单、运行可靠、维修方便；调速平滑、无级调速；对电网无谐影响；速度失大、效率低.本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械.g、液力耦合器调速：特点：功率适应范围大,可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要；结构简单,工作可靠,使用及维修方便,且造价低；尺寸小,能容大；限制调节方便,容易实现自动限制.本方法适用于风机、水泵的调速.〔2〕单相异步电动机：〔和力矩电机相比,它恒转矩；和变频电机相比它不节能；和直流电机相比,它限制的精度低；〕单相异步电动机和三相异步电动机一样,它的转速调节较困难.如采用变频调速那么设备复杂、本钱高.为此一般只进行有极调速,主要的调速方法有：a、串电抗器调速(降压调速)：将电抗器与电动机定子绕组串联,利用电抗器上产生的压降使加到电机定子绕组上的电压低于电源电压,从而到达降低电动机转速的目的.此种调速方法,只能是由电机的额定转速往低调.多用在吊扇及台扇上.b、电动机绕组内部抽头调速：通过调速开关改变中间绕组与启动绕组及工作绕组的接线方法,从而到达改变电动机内部气隙磁场的大小,到达调节电动机转速的目的.有L型和T型两种接法.c、交流晶闸管调速：利用改变晶闸管的导通角,来实现调节加在单相电动机上的交流电压的大小,从而到达调速的目的.此方法可以实现无级调速,缺点是有一些电磁干扰.常用于电风扇的调速上.五、电机启动1、直流电机启动(1)启动方法直接合闸起动：直接合闸起动就是将电动机直接接入到额定电压的电源上启动.由于直流电机电枢回路电阻和电感都较小,而转动体具有一定的机械惯性,起动的开始阶段电流很大最大可达额定电流的15〜20倍.由于电动机启动电流很大,所以启动转矩大,电动机启动迅速,但这一电流会使电网受到扰动、机组受到机械冲击、换向器发生火花.它只适用于功率不大于4千瓦小型电动机,如家用电器中的直流电机.串电阻起动：在启动时将一组启动电阻？串人电枢回路,以限制启动电流,而当转数上升到额定转数后,再把启动变阻器从电枢回路中切除.启动电流小,但是变阻器比拟笨重,启动过程中要消耗很多的能量.降电压起动：在启动时通过暂时降低电动机供电电压的方法来限制启动电濡要有一套可变电压的直流电源,这种方法只适合于大功率直流电机.〔2〕启动转矩直流电机的起动转矩由你自己设定,假设全压直接起动,可以到达额定转矩的多倍,这样将使机械损毁,所以必须参加启动电阻以减少起动电流从而减少起动转矩,一般参加的启动电阻使起动转矩为额定转矩的2-2.5倍左右,这样电机及机械可以承受,启动过程也能加快.2、交流电机启动〔1〕启动方法全压启动：在电网容量和负载两方面都允许全压直接起动的情况下,可以考虑采用全压直接起动.优点是操纵限制方便,维护简单,而且比拟经济.主要用于小功率电动机的起动,从节约电能的角度考虑,大于11kw的电动机不宜用此方法.自耦减压起动：利用自耦变压器的多抽头减压,既能适应不同负载起动的需要,又能得到更大的起动转矩,是一种经常被用来起动较大容量电动机的减压起动方式.它的最大优点是起动转矩较大,当其绕组抽头在80%处时,起动转矩可达直接起动时的64%.并且可以通过抽头调节起动转矩. 至今仍被广泛应用.Y-A起动：正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机,在起动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,降低起动电流,减轻对电网的冲击.起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3.适用于无载或者轻载起动的场合.同任何别的减压起动器相比拟,其结构最简单,价格也最廉价.除此之外,当负载较轻时,可以让电动机在星形接法下运行,这样能使电动机的效率有所提升,并节约了电力消耗.软起动器：利用可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动,起动效果好但本钱较高.可控硅工作时谐波干扰较大,对电网有一定的影响.另外电网的波动也会影响可控硅元件的导通,特别是同一电网中有多台可控硅设备时.因此可控硅元件的故障率较高,由于涉及到电力电子技术, 因此对维护技术人员的要求也较高.变频器：由于涉及到电力电子技术,微机技术,因此本钱高,对维护技术人员的要求也高,因此主要用在需要调速并且对速度限制要求高的领域.总之,星三角起动,自藕减压起动因其本钱低,维护相对软起动和变频限制容易,目前在实际运用中还占有很大的比重.但因其采用分立电气元件组装,限制线路接点较多,在其运行中,故障率相比照拟高.〔2〕启动转矩启动转矩表征了电动机的启动水平,启动转矩大于额定转矩,一般电机样板上标有两者的关系〔倍数〕,一般2倍左右,它与启动方式有关〔如星三角起动,变频调速起动等〕,直接起动鼠笼式一般为额定力矩的0.8到2.2倍.通常起动转矩为额定转矩的125%以上.与之对应的电流称为起动电流,通常该电流为额定电流的6倍左右.一般自耦变压器的抽头有65%和80%两组,需要较大启动转矩时接80%,否那么接65%；六、电机制动1、反接制动：在电机断开电源后,在电机的电源上加上与正常运行电源反相的电源,加快电机的减速.反接制动有一个最大的缺点：当电机转速为0时,如果不及时撤除反相后的电源,电时机反转.因此, 不允许反转的机械,如一些车床等,制动方法就不能采用反接制动了,而只能采用能耗制动或机械制动.2、能耗制动：定子绕组中通以直流电,从而产生一个固定不变的磁场,转子按旋转方向切割磁力线,产生一个制动力矩.由于是在定子绕组中通以直流电来制动,因而能耗制动又叫直流注入制动.在一些要求制动时间短和制动效果好的场合,一般不使用此制动方法.3、再生制动：当电机的转子速度超过电机同步磁场的旋转速度时,转子绕组所产生的电磁转矩的旋转方向和转子的旋转方向相反,电机处于制动状态.此时,可以采取一定的举措把产生的电能回馈给电网, 因此,再生制动也叫发电制动.再生制动会出现在以下两种场合：1、起重机重物下降时,电机转子在重物重力的手动下,转子的转速有可能超过同步转速,此时,电机处于再生制动状态.2、变频调速时,当变频器把频率降低时,同步转速也随之降低.但转子转速由于负载惯性的作用,不会马上降低,此时,电机也会处于再生制动状态,直至拖动系统的速度也下降为止.4、机械制动采用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的制动方法.如电磁抱闸、电磁离合器等电磁铁制动器.七、伺服电机1、直流伺服电机与直流无刷电机直流无刷电机和直流伺服电机是2类,概念上不存在交集.简言之：直流伺服电机特指直流有刷电机.无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定.限制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以正弦波换相.电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境.2、交流伺服电机与直流伺服电机直流伺服电机：就是把直流电机加上编码器形成闭环限制,电机通过改变电的大小来改变电机的扭矩、速度等参数.直流伺服电机的结构和普通直流电机差不多,只是直流电机为满足低惯量采用细长电枢,盘形或空心杯的,或者改成了永磁电机,是最理想的调速系统,这就导致直流伺服电机比拟容易实现调速,限制精度较高.缺点是直流伺服电机有碳刷,容易造成电机的磨损,而且维护本钱高操作麻烦.交流伺服电机：是交流电机的一种,通过伺服驱动器的矢量限制理论限制电机的扭矩,速度、位置等等,交流伺服电机的转子电阻一般很大,这样可以预防自转,当限制电压消失后,由于有励磁电压,此时的交流伺服电机中会有脉振磁动势,交流伺服就是是一种带编码器的同步电机,效果比直流伺服稍微差一点,但维护方便.缺点是价格高、精度没直流的好!推荐使用交流伺服电机, 直流伺服电机太热,限制精度不好,使用寿命短.永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比拟,主要优点有：⑴无电刷和换向器,因此工作可靠,对维护和保养要求低.⑵定子绕组散热比拟方便.⑶ 惯量小,易于提升系统的快速性波纹管联轴器.⑷适应于高速大力矩工作状态. ⑸同功率下有较小的体积和重量.八、步进电机。
《电动机的选择》PPT课件
第8 章 电动机的选择
8.5 恒定负载电动机额定功率的选择
一、连续运行的电动机
(1) 选择工作制为 S1 的电动机。 (2) 求出电动机的负载功率 PL
PL =
Pm
mt
※ Pm —— 生产机械的输出功率；
m —— 生产机械的效率； t —— 电动机与生产机械之间传动机构的效率。
第8 章 电动机的选择
8.4 电机的允许输出功率
一、额定功率的确定
表10.4.1 电机的绝缘等级
绝缘等级
A
E
B
F
允许最高温度 /℃ 105 120 130 155
H
C
180 ＞180
二、工作制的影响 满载时的 PFe / PCu 三、环境温度的影响
实际环境温度
√ P2 = PN
=
PF PV
1＋(1＋
8.1 电动机选择的基本内容
防爆式电动机（在密闭式的基础 上制成隔爆式，机壳强度高。 YB系列）
YB2-B35
8.1 电动机选择的基本内容
六、安装型式的选择 卧式、立式。
(1) B3，卧式
(2) B5，卧式
(地3)下B罐35，）卧式
(4) V1，立式（用于
8.1 电动机选择的基本内容
B3 型
8.1 电动机选择的基本内容
（ 为 1 K 时，每秒所散出的热量）。
8.2 电机的发热和冷却
C A
d
dt
＋
=
Q A
=
s
＋(
i－
s
)
e－
t
※ i —— 电机的初始温升。 s = Q / A —— 电机的稳定温升。 = C / A —— 电机的发热和冷却时间常数。
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电动机类型的选择
选择电动机类型时，首先考虑的是电动机的性能应能全面满足被驱动机械负载的要求，如启动性能、正反转运行、调速性能、过载能力等。
在这个前提下，优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。
一般情况下，对于不需要调速或对调速要求不高的生产机械，可优先选用笼型三相感应电动机。
这时应充分考虑电动机的启动容量与电源容量的对应关系。
普通笼型电动机的启动转矩不大，特别是采用降压启动时，只适用于空载或轻载启动的场合，例如，风机、泵类负载等。
高启动转矩的笼型电动机（深槽式、双笼式）可应用于重载启动的生产机械，如压缩机、皮带运输机等。
对于需要有级调速的生产机械，可选用变级多速笼型电动机，如电梯、机床等。
对于带有飞轮的冲击性负载，则应选用高转差率笼型电动机，如冲压机床、锻压机床等。
对于启动、制动转矩要求较大，需要频繁启动、制动，并且需要调速的生产机械，可选用绕线型感应电动机，如起重机、升降机、轧钢机、压缩机等。
对于容量较大且不需要调速的生产机械，应优先选用同步电动机，让同步电动机运行于过励状态，还可以改善电网的功率因数。
对于要求在宽广范围内平滑调速或要求准确位置控制的生产机械，可选用他励（并励）直流低压电机电动机。
如数控机床、龙门刨床、轧钢机、印刷机、造纸机等。
对于要求软机械特性、高启动转矩的生产机械，如电车、蓄电池车、电力机车等，可选用串励或复励直流电动机。
直流电动机有电刷和换向器，维护工作量较大，价格也比感应电动机要贵些。
有爆炸性危险的场所应选用具有防爆结构的电动机。
有爆炸性危险的场所称为危险场所，危险场所分为若干等级，不同等级的危险场所应选用不同类型的防爆电动机。
化工等场合，对于防爆电动机的结构及其适用的危险场所，国家标准中均有严格的详细规定，选用电动机时应格外谨慎从事。
电动机的冷却方法主要是指电动机冷却回路的布置方式、冷却介质的形式以及冷却介质的推动方法等。
一般用途电动机用空气作为冷却介质，采用机壳表面冷却方式，初、次级冷却介质的推动方法均采用自循环。
因此电动机的体积小、重量轻、价格便宜，在无爆炸性危险的场合，可优先选择一般用途电动机
按电动机的结构及安装型式，可分为卧式安装和立式安装两种，它们又分为端盖无凸缘和端盖有凸缘两种型式。
一般情况下大多采用卧式安装，特殊情况下才考虑采用立式安装。
立式和有凸缘安装的电动机价格较贵。
轴伸是电动机转子与机械负载连接，从而传递转矩和转速并输出机械功率的部分，有单轴伸、双轴伸、圆柱形轴伸、圆锥形轴伸等型.。