1.电机的定义
电机是指将电力转换成动力或者将电能转换成机械能的装置。
有时会将电气输入简化为输入,将机械输出(动力)省略为输出。在能量转换的流程中,输入的一部分不会变成动力,而是变成了热,这称之为损耗。为了保护地球环境,设计出损耗少的电机和对应的使用方法是非常重要的课题。
A.输入电力、输出(也称动力)及损耗之间的关系如下:
输入电力 = 机械输出+损耗 表述这些量的单位为瓦特(W)
B.输入电力与机械输出的定义公式表述:
输入电力(W)=电压(V)x电流(A)
机械输出(W)=转速(rad/s)x扭矩(Nm)
C.电机的效率是指以百分率(%)表述的机械输出相对于输入电力之比。
电机效率=输出/输入×100%
损耗中有些是像摩擦类因机械原因导致的,但比例更大的是铜线内的损耗和铁心内的损耗。前者称为铜损,后者称为铁损。
2.电机的构成要素
2.1电机的构成要素主要包括如图①~⑤五个部分
①转子或转动体:旋转的部分
②轴承:支持转子转轴(轴)的部分
③定子:产生使转子旋转的力的部分
④托架或端板:支持轴承,与定子成为一体的部分
⑤导线:连接到给电机供电的驱动电路或电源上的电线定子
2.2在以上构成要素中,与电机基本分类法关系较大的有定子和转子,定子的典型结构可列出以下4种。
A.分布式绕组定子
B.集中绕组定子
C.感应器型定子
D.永磁定子
2.3转子可分成10种。
A.鼠笼式转子
B.凸极笼式转子
C.半硬磁钢转子
D.软钢转子
E.凸极式硅钢转子
F.微细齿条式软钢转子
G.永磁转子
H.感应器型转子
I.线圈型转子
J.整流子型转子
2.4构成电机的主要元件材料
A.漆包线
材料一般使用铜,但也有很少的情况会使用铝。
电线分为从电源向电机供电的导线和缠绕在电机内部形成的线圈。从产生磁场的电线这一意思来看,线圈对应的部分也称漆包线。
B.铁芯
所谓铁芯,是磁通道,像字面意思那样,材料为铁。此外,用于通过磁通将2个磁铁结合起来的铁通常称为轭铁。
机构结构用的铁和铁芯用的铁在副成分的种类上不一样。机构结构用的铁中含有碳(C),而铁芯用的铁中添加了硅(Si),它还被称为硅钢。在电机中,铁芯分为定子铁芯和转子铁芯,通过两者之间的空隙构成磁路。构成电磁铁励磁型直流电机励磁回路的定子铁芯的磁极会通过直流进行励磁,因此,铁芯不需要采用层积构造,使用软钢。
另一方面,构成电枢电路的转子铁芯在旋转时磁通会发生变化,因此,使用的是层积铁芯。另外,小型直流电机的磁极一般会使用永久磁铁。由于均通过交流进行励磁,同步电机的定子、感应电机的定子和转子的铁芯zui好使用层积铁芯。
C.绝缘体(材料)
对电流进行遮断的绝缘体,防止电流流到规定场所以外,材料为绝缘材料。一般会使用橡胶及称为珐琅的高分子化合物/树脂、纸、云母、玻璃纤维等。
D.永久磁铁
电机构成材料中比较重要的是作为磁场发生源的永久磁铁。也可以称为以铁为主要成分的合金或氧化物。
3.电机的分类
3.1.罩极电机
3.2.串激电机
3.3.直流无刷电机
3.4.混合式步进电机
3.5.伺服电机
3.6.泵类电机
电机的基本原理与特性
1.罩极电机
2.串激电机
3.直流无刷电机
3.1定义
3.2原理与构造
3.3接线
3.4特性
4.步进电机(案例)
4.1定义
4.2原理与构造
4.3接线
4.4特性
5.伺服电机
6.泵类电机
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