电机的分类详解

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1、第一部分 电机的分类方法第二部分 电机一、旋转电机1、功率电机1.1 直流电机a 直流无刷电机b 永磁直流电机1.2 交流电机A、异步电机a 单相异步电机b 三相异步电机B、同步电机a 永磁同步电机b 磁阻同步电机c 磁滞同步电机2、控制电机2.1 伺服电机2.2 测速电机2.3 步进电机2.4 力矩电机2.5 自整角机2.6 旋转变压器、直线电机1、直流直线电机2、直线同步电机3、直线异步电机4、直线步进电机三、静止电机 - 变压器1、单相变压器2、三相变压器3、自耦变压器电机(英文： Electric machinery ，俗称“ 马达 ”) 是指依据 电磁感应 定律实现 电能 转换或传递

2、的一种电磁 装置。 在电路中用字母 M表示。它的主要作用是产生驱动 转矩， 作为用电器或各种机械的动力源。 发电机在电路中 用字母 G表示。它的主要作用是利用电能转化为机械能第一部分 电机分类方法对任何一门学问而言， 研究对象的分类都很重要， 电机学也不 例外。电机学的研究对象就是电机电机的分类已有很多方法；每一 种方法，都是一种看电机的视角，都有其重要意义(1) 从能量角度 ，电机分为发电机、电动机、变压器 发电机是把机械能变成电能的装置， 电动机是把电能变为机械能的装置， 变压器是 不同电压的电能相互转换的装置。(2) 从电流角度 ，电机分为直流机、交流机 直流机是强电端口为直流的电机，交

3、流机是强电端口为交流的电机。(3) 从运动角度 ，电机分为旋转电机、直线电机、静止电机 旋转电机是运动部件作旋转运动的电机，直线电机是运动部件作直线运动的电机， 静止电机是没有运动部件的电机，即变压器(4) 从同步速角度 ，电机分为同步机、异步机、直流机、变压器 同步机是转速等于同步速且同步速唯一的电机 ; 异步机是转速异于同步 速且同步速唯一的电机 ; 直流机是转速等于同步速且同步速不唯一的电机 ; 变压器是没有同 步速的电机，因为它是静止电机，无速度可言。第二部分 电机一、旋转电机1、功率电机1.1 直流电机直流电机具有响应快速、 较大的 起动转矩 、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的

4、 性能，但直流电机的优点也正是它的缺点， 因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能， 则电枢磁场与转子磁场须恒维持90，这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外，使用场合也受到限制。a 直流无刷电机无刷电机是指无 电刷 和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。特点 ：1、可替代 直流电机 调速、变频器 +变频电机调速、异步电机 +减速机 调速；2、具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷、滑环结构；3、可以低速大功率运行，可以省去减速机直接驱动大的负载；4、体积小、重量轻、出力大；5、转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电

5、流小；6、无级调速，调速范围广，过载能力强；7、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；8、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%。9、可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单；10、耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长；11、不产生火花，特别适合爆炸性场所，有防爆型；12、根据需要可选梯形波磁场电机和正弦波磁场电机。应用领域：持续负载应用：主要是需要一定转速但是对转速精度要求不高的领域，比如风扇、抽 水机、吹风机等一类的应用，这类应用成本较低且多为开环控制。可变负载应用：主要是转速需要在某个范围内变化的应用，对电机

6、转速特性和动态响 应时间特性有更高的需求。 如家用器具中的、 甩干机和压缩机就是很好的例子， 汽车工业领 域中的油泵控制、电控制器、发动机控制等，这类应用的系统成本相对更高些。定位应用：大多数工业控制和自动控制方面的应用属于这个类别，这类应用中往往会 完成能量的输送， 所以对转速的动态响应和转矩有特别的要求， 对控制器的要求也较高。 测 速时可能会用上光电和一些同步设备。 过程控制、 机械控制和运输控制等很多都属于这类应 用。b 永磁直流电机永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机， 永磁直流电机按照有无电刷可分 为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。特点：永磁 无刷直流电动机 具有体积小

7、、效率高、结构简单、用铜量少等优点，是小功率直 流电动机的主要类型。永磁 有刷直流电动机 定子上安装有固定的主磁极和电刷， 转子上安装有电枢绕组和换 向器。由于电刷和换向器的存在，有刷电机的结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量 大，寿命短，换向火花易产生电磁干扰。应用领域：永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中，如录音机 、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具， 也广泛应用于汽车、 摩托车、 电动自行车、 蓄电池车、 船舶、 航空、 机械等行业，在一些高精尖产品中也有广泛应用，如录像机、复印机、照相机、手机、精密 机床、银行点钞机、捆钞机等。1.2 交流电机交流电机”： 是用于

8、实现机械能和交流电能相互转换的机械。 由于交流电力系统的巨大 发展， 交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机 相比，由于没有 换向器 （见直流电机的换向），因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、 大容量的电机。A、异步电机异步电动机又称感应 电动机 ，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电 磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。参数：额定频率（ Hz）、额定功率 kW 、额定电压 V 、额定电流 A 、额定转速 r/min 、相数、 额定功率因数 、技术指标：1、效率 ：电动机输出机械功率与输入电功率之比，通常用百分比表示。2、功率

9、因数 COS ：电动机输入有效功率与视在功率之比。3、堵转电流 IA ：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时从供电回路输入的稳态电 流有效值。4、堵转转矩 TK：电动机在额定电压、额定频率和转子堵住时所产生转矩的最小测得值5、最大转矩 TMAX：电动机在额定电压、额定频率和运行温度下，转速不发生突降时所 产生的最大转矩。6、噪声：电动机在空载稳态运行时A 计权声功率级 dB（A）最大值。7、振动：电动机在空载稳态运行时振动速度有效值（mm/s）。特点：异步电动机的转子绕组不需与其他电源相连，其定子电流直接取自交流电力系统；与 其他电机相比，异步电动机的结构简单，制造、使用、维护方便，运行可靠

10、性高，重量轻， 成本低。以三相异步电动机为例，与同功率、同转速的直流电动机相比，前者重量只及后者的二分之一，成本仅为三分之一。局限性是，它的转速与其旋转磁场的同步转速有固定 的转差率 （ 见异步电机 ） ，因而调速性能较差； 从电力系统吸取无功功率以励磁，这会导致电力系统的功率因数变坏应用领域： 为多种机械设备和家用电器提供动力。例如机床、中小型轧钢设备、 风机 、水泵、轻工 机械、 冶金和矿山机械等， 大都采用三相异步电动机 （ Asynchronous Motor ）拖动； 电风扇、 洗衣机、电冰箱、空调器等家用电器中则广泛使用单相异步电动机a 单相异步电机采用单相交流电源的异步电动机称为

11、单相异步电动机 特点：单相异步电动机由于只需要单相交流电， 故使用方便、应用广泛， 并且有结构简单、成 本低廉、噪声小、对无线电系统干扰小等优点应用领域 : 常用在功率不大的家用电器和小型动力机械中，如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调、抽 油烟机、电钻、医疗器械、小型风机及家用水泵等b 三相异步电动机三相异步电动机与 单相异步电动机 相比，它运行性能好， 并可节省各种材料按转子结构 的不同，三相 异步电动机 可分为笼式和绕线式两种 特点：笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用， 其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和 定子 一样也设置了三相 绕组 并

12、通过滑环、 电刷与外部 变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。应用领域：B、 同步电机稳态运行时， 转子的转速和电网频率之间有不变的关系n ns60f/p ， ns 称为同步转速。若电网的频率不变， 则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。 现代发电 厂中的交流机以同步发电机为主参数：1、型号同步发电机的型号，一般来说应能区别产品的性能、用途和结构特征2、相数：同步发电机主要为三相或单相。3、额定功率：指发电机在额定运行条件下所输出的电功率。有的发电机用有功功 率（单位 kW）表示，也有的用视在功率 （ 单位 kVA） 表示。4 、额定电压： 指发电机

13、长期正常运行时的最高工作电压， 通常规定的是指定子绕组 的线电压 （单位 V或 kV）。5 、额定电流： 指发电机长期正常运行时， 且温升在额定范围内， 可输出的最大电流， 单位为 A。6 、额定频率：指发电机长期正常运行时所发出交流电的频率，单位为Hz。我国规r/min 。当同定的额定工业频率为 50 Hz 。7 、额定转速：指发电机转子在额定条件下正常运行时的转速，单位为 步发电机在一定的极数下以规定的频率运行时，其转子的转速就是同步转速。8 、额定效率：指发电机在额定工作状态下运行时的效率。9 、额定功率因数： 指发电机在额定功率输出时， 其定子绕组中相电流和相电压之间 相角差的余弦值。

14、一般规定发电机额定功率因数为 0.8 ，但在大型发电机中额定功率因数也 有规定为 0.85 或 0.9 的。10 、额定温升：指发电机长期正常运行时，电机某部分的最高温度与规定人口处风 温的差值。 由于发电机在运行中其绝缘材料会逐渐老化， 而对绝缘老化影响最大的就是绝缘 材料所处的温度。绝缘材料受热后所受温度愈高则老化愈快、 寿命愈短。因此，必须严格规 定发电机的允许温度和额定温升， 使之不超过允许值， 以保证发电机能安全正常运行而不致 影响使用寿命。11 、额定励磁电压：指发电机正常发电时，其励磁绕组两端应保证的电压值。12 、额定励磁电流：指发电机正常发电时，进入其励磁绕组内电流的保证值。

15、13 、额定励磁功率：指发电机正常满负载发电时，应提供其励磁绕组足够的励磁功 率。14、绝缘等级规定以点机所使用的绝缘材料耐热等级作为发电机的绝缘等级。同步发电机常用的绝缘材料有 E级、 B级、 F级，其允许温度依次分别为 115、 130、 155。a 永磁同步电机特点：交流永磁同步电动机由于其体积小、 重量轻、 高效节能等一系列优点， 是当今社会的低 碳电机也有制造工艺简单、效率高、同功率电机用铜量少、维护保养方便等优点应用领域1、定速驱动 工农业生产中有大量的生产机械要求连续地以大致不变的速度单方向运行， 例如风机、 泵、压缩机、普通机床等。2、调速驱动 有相当多的工作机械，其运行速度需要任意设定和调节，但速度控制精度要求并不非 常高。这类驱动系统在包装机械、食品机械、印刷机械、物料输送机械、纺织机械和交通车 辆中有大量应用3、精密控制驱动 各类自动化设备、自动加工装置和机器人等绝大多数都采用永磁同步电动机的交流伺 服系统。b 磁阻同步电机 磁阻电动机是利用转子磁阻不均匀而产生转矩的小功率同步电动机，又称反应式同步 电动机 特点 ：它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻