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這些都叫“電機”,但實際上是不一樣的

日期:2019-12-3 點擊:1009
概要:這些都叫“電機”,但實際上是不一樣的

這些都叫“電機”,但實際上是不一樣的


先來看幾個問題:


電機和電動機有啥不同?

不同電機之間的區別在哪里?

步進電機和伺服電機有什么區別?

開關磁阻電動機和步進電機一樣嗎?

高壓電機與低壓電機各自的優缺點是?

直流電機與交流電機的區別是?

回答不出來?無妨無妨,看完下文就知道啦!

電機和電動機的主要區別


電動機(Electricmotor),又稱為馬達或電動馬達,是一種將電能轉化成機械能,并可再使用機械能產生動能,用來驅動其他裝置的電氣設備。電動機種類非常繁多,但可大致分為交流電動機及直流電動機以用于不同的場合。

電機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機也俗稱馬達),在電路中用字母“M”(舊標準用“D”)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩,作為用電器或各種機械的動力源。

發電機是把動能以及其它形式的能量轉化成電能的裝置。通過原動機先將各類一次能源蘊藏的能量轉換為機械能,然后通過發電機轉換為電能,經輸電、配電網絡送往各種用電場合。發電機與電動機原理基本一樣,分別在能量轉化的方向不同。發電機在電路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用機械能轉化為電能,目前最常用的是,利用熱能、水能等推動發電機轉子來發電。

引擎,又名發動機。廣義的發動機是將任何形式的能量轉化為機械能的裝置。但一般把能夠將燃料能量轉化為機械能量的裝置稱為發動機,將電能、流體動能、壓縮空氣的內能轉化為機械能的裝置稱為馬達。發動機可以用來驅動交通工具前進,或是作為其他裝置如發電機的動力來源。關于發動機的類型目前還沒有公認的分類標準,但大多數發動機的工作原理都是利用特定物質(利如煤油、汽油、柴油或是煤炭)所蘊含的化學能,經燃燒作用產生熱能與氣體,并利用它們產生力量推動機械設備運轉與工作。

利用燃料燃燒產生的熱加熱做功介質,再利用介質膨脹做功的發動機,被稱為外燃機。利用燃料燃燒后在有限空間內自身的膨脹直接做功的發動機,被稱為內燃機。

伺服電機與步進電機的六大區別


一、控制精度不同

兩相混合式步進電機步距角一般為3.6°、1.8°,五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如四通公司生產的一種用于慢走絲線切割機床的步進電機,其步距角為0.09°;德國百格拉公司(bergerlahr)生產的三相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關設置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°,兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉編碼器保證。以松下全數字式交流伺服電機為例,對于帶標準2500線編碼器的電機而言,由于驅動器內部采用了四倍頻技術,其脈沖當量為360°/10000=0.036°。對于帶17位編碼器的電機而言,驅動器每接收2^17=131072個脈沖電機轉一圈,即其脈沖當量為360°/131072=9.89秒。是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當量的1/655。

二、低頻特性不同

步進電機在低速時易出現低頻振動現象。振動頻率與負載情況和驅動器性能有關,一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現象對于機器的正常運轉非常不利。當步進電機工作在低速時,一般應采用阻尼技術來克服低頻振動現象,比如在電機上加阻尼器,或驅動器上采用細分技術等。交流伺服電機運轉非常平穩,即使在低速時也不會出現振動現象。交流伺服系統具有共振抑制功能,可涵蓋機械的剛性不足,并且系統內部具有頻率解析機能(fft),可檢測出機械的共振點,便于系統調整。

三、矩頻特性不同

步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降,且在較高轉速時會急劇下降,所以其最高工作轉速一般在300~600rpm。交流伺服電機為恒力矩輸出,即在其額定轉速(一般為2000rpm或3000rpm)以內,都能輸出額定轉矩,在額定轉速以上為恒功率輸出。

四、過載能力不同

步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下交流伺服系統為例,它具有速度過載和轉矩過載能力。其最大轉矩為額定轉矩的三倍,可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力,在選型時為了克服這種慣性力矩,往往需要選取較大轉矩的電機,而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉矩,便出現了力矩浪費的現象。

五、運行性能不同

步進電機的控制為開環控制,啟動頻率過高或負載過大易出現丟步或堵轉的現象,停止時轉速過高易出現過沖的現象,所以為保證其控制精度,應處理好升、降速問題。交流伺服驅動系統為閉環控制,驅動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣,內部構成位置環和速度環,一般不會出現步進電機的丟步或過沖的現象,控制性能更為可靠。

六、速度響應性能不同

步進電機從靜止加速到工作轉速(一般為每分鐘幾百轉)需要200~400毫秒。交流伺服系統的加速性能較好,以松下msma400w交流伺服電機為例,從靜止加速到其額定轉速3000rpm僅需幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述,交流伺服系統在許多性能方面都優于步進電機。但在一些要求不高的場合也經常用步進電機來做執行電動機。所以,在控制系統的設計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素,選用適當的控制電機。

開關磁阻電動機和步進電機的區別

唯一區別是:SRM的開通和關斷角是可以控制的;而步進電機是固定的。


開關磁阻電機根據轉子位置決定各項勵磁繞組的通電時刻,因而屬于自控式同步電動機的一種。

步進電機是按照一定的順序對定子勵磁繞組進行通電,定子繞組每次每輸出一個脈沖,轉子轉過一定角度。

1、開關磁阻電動機有較大的電動機利用系數,可以是感應電動機利用系數的1.2~1.4倍。

2、電動機的結構簡單,轉子上沒有任何形式的繞組;定子上只有簡單的集中繞組,端部較短,沒有相間跨接線。因此,具有制造工序少、成本低、工作可靠、維修量小等特點。

3、開關磁阻電動機的轉矩與電流極性無關,只需要單向的電流激勵,理想上公率變換電路中每相可以只用一個開關元件,且與電動機繞組串聯,不會像PWM逆變器電源那樣,存在兩個開關元件直通的危險。所以,開關磁阻電動機驅動系統SED線路簡單,可靠性高,成本低于PWM交流調速系統。

4、開關磁阻電動機轉子的結構形式對轉速限制小,可制成高轉速電動機,而且轉子的轉動慣量小,在電流每次換相時又可以隨時改變相匝轉矩的大小和方向,因而系統有良好的動態響應。

5、SRD系統可以通過對電流的導通、斷開和對幅值的控制,得到滿足不同負載要求的機械特性,易于實現系統的軟啟動和四象限運行等功能,控制靈活。又由于SRD系統是自同步系統運行,不會像變頻供電的感應電動機那樣在低頻時出現不穩定和振蕩問題。

6、由于SR開關磁阻電動機采用了獨特的結構和設計方法以及相應的控制技巧,其單位處理可以與感應電動機相媲美,甚至還略占優勢。SRD系統的效率和功率密度在寬廣的速度和負載范圍內都可以維持在教導水平。

直流電機與交流電機的區別


1、直流電機是能實現直流電能和機械能互相轉換的電機,當它作電動機運行時是直流電動機,將電能轉換為機械能;作發電機運行時是直流發電機,將機械能轉換為電能。直流發電機的工作原理就是把電樞線圈中感應的交變電動勢,靠換向器配合電刷的換向作用,使之從電刷端引出時變為直流電動勢的原理。

2、交流電機是用于實現機械能和交流電能相互轉換的機械。由于交流電力系統的巨大發展,交流電機已成為最常用的電機。交流電機與直流電機相比,由于沒有換向器,因此結構簡單,制造方便,比較牢固,容易做成高轉速、高電壓、大電流、大容量的電機。交流電機功率的覆蓋范圍很大,從幾瓦到幾十萬千瓦、甚至上百萬千瓦。

3、速度與電壓成正比的電機是直流電機,速度和頻率成正比的電機叫交流電機。

4、直流電機是逐線圈換向,而交流電機是逐極相組換相。

5、直流電機是調壓調速,而交流電機是變頻調速,這是直流電機與交流電機的分水嶺。

6、直流電機與交流電機的根本區別是電勢平衡方程式不同:

直流電機的電勢平衡方程式是:U=CΦn

交流電機的電勢平衡方程式是:U=CΦf

高壓電機與低壓電機的優缺點對比


高壓電機與低壓電機相比其優勢:

1、可以將電機功率做大,最大可以達到幾千,甚至是幾萬千瓦。這是因為,在輸出同樣的功率時,高壓電機的電流可比低壓電機的電流小很多。例如:500KW,4級的三相交流電動機在額定電壓為380V時的額定電流為900A左右,而額定電壓為10KV時只有30A左右。所以高野電機繞組可以用較小的線徑。由此,高壓電機的定子銅損也會比低壓點擊小。對于較大功率的電機,使用低壓電時,則因需要較粗的導線而需要更大面積的定子槽,使定子鐵芯直徑做的很大,整個電機的體積也會變得很大;

2、對于較大容量的電動機,高壓電動機所使用的電源和配電設備比低壓電機總體投資要少,并且線路損耗小,可以節省一定量的耗電。特別是10KV的高壓電動機,可以直接使用電網電源,這樣的話,在電源設備上的投資會變得更少,使用也變得簡便,故障率也會變小。

高壓電機與低壓電機相比其缺點:

1、繞組的成本相對較高,相關的絕緣材料成本也會隨之變高;

2、對使用環境的要求遠遠比低壓電動機對環境的要求要高;

3、絕緣處理工藝較難,工時費用較多,電機制造周期較長。

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