电机种类简介

一路上

电机分类

有刷直流电机(Brushed DCM)

电机结构

• 定子由机座、主磁极(定子绕组或永磁体)、换相极、端盖、轴承、电刷等装置组成。
• 转子又称为电枢。由转轴、电枢铁芯、电枢绕组、换向器等组成。
  

工作原理

• 定子主磁极通过定子绕组或永磁体提供静止磁场。
• 转子绕组经由电刷和换向器通入直流电源，产生旋转的电枢磁场，与定子磁场垂直，拖动转子旋转。
  

电机特点

• 良好的启动性能、低速性能、调速性能。
• 电刷与换向器有机械摩擦，高速时产生电火花，需要定期维护。
• 控制器结构简单，可直接接入直流电源驱动。
  

应用

• 工业伺服、小家电、玩具、电动工具。
  

有刷直流电机分类:

串励有刷直流电机

并励有刷直流电机

永磁式有刷直流电机

他励有刷直流电机

无刷直流电机(Brushless DCM)

电机结构

• 定子由机座、定子铁芯、和定子绕组组成。定子绕组一般为三相星形连接，定子中的反电动势为梯形分布。
• 转子由转子铁芯、永磁体组成，永磁体一般为瓦片形。
  

工作原理

• 工作原理与永磁式直流电机相似，采用电子换相替代了机械换相。
• 三相定子以一定的相序通入直流电，产生旋转磁场。
• 旋转磁场与转子磁场作用，产生电磁转矩，拖动电机旋转。保持通电相序不变，任意互换定子抽头，电机反转。
• 通电方式由转子磁极位置决定，因此需要位置传感器/观测器。
  

电机特点

• 功率密度高、功率因数高、效率高、噪音小
• 控制结构简单
• 换相转矩脉动大
  

应用

• 电扇、洗衣机、无人机、汽车等
  

永磁同步电机(PMSM)

电机结构

• 定子由机座、铁芯、和绕组构成，铁芯由硅钢片叠压而成。三相星形连接定子绕组，定子中反电动势为正弦。
• 转子由转子铁芯和永磁体组成。根据永磁体安装方式的不同，又分为表贴式(surface mounted PM)、内埋式(interiorPM)。
  

工作原理

• 定子输入三相正弦电源，建立旋转磁场
• 定子电流建立的旋转磁场与转子磁场作用，产生电磁转矩，拖动转子旋转。
• 转子转速与旋转磁场转速同步
  

电机特点

• 功率因数高，效率高，发热小。
• 价格高。
• 一般需要专用驱动器，不能直接接入电网启动。
  

应用

• 位置伺服(云台、转台等)，家电(空调、洗衣机、冰箱、风扇等）、电动车、电动工具、无人机等。
  

交流异步电机(AC Induction Motor)

电机结构

• 定子由机座、铁芯、和绕组构成，铁芯由硅钢片叠压而成。对于三相异步电机，定子绕组连接为星形或三角形。
• 转子由铁芯和绕组组成。转子绕组分为绕线式和鼠笼式。
  

工作原理

• 定子通过外部电源供电，产生旋转磁场。
• 转子导体与定子旋转磁场产生相对切割运动，转子绕组中产生感应电动势和感应电流。
• 转子绕组中的感应电流在磁场中产生电磁转矩，拖动转子旋转。
• 由于转子导体与旋转磁场必须保持相对运动，因此转子转速总是低于旋转磁场转速，是为异步电机。
  

电机特点

• 结构简单，成本低廉、运行可靠，易于维护。
• 可直接接入电网运行。
• 功率因数低，中低速时效率低。
• 高效控制系统复杂。
  

应用

• 三相ACIM：工业、矿山机械、拖动设备、水泵、化工、电动车。
• 单相ACIM：家电、水泵、风机、电动工具。
  

交流异步电机分类

步进电机(Stepper Motor)

电机结构

• 定子由定子铁芯和绕组构成。定子磁极.上均布很多小齿，其齿距角与转子齿距角相同。
• 转子由特殊形状的铁芯构成,转子上均布-定数量的小齿。
• 对于N相步进电机 ,定子齿与转子齿轴线夹角分别为0,
  

工作原理
   主要利用磁阻转矩实现电机拖动与位置控制。以三相反应式步进电机为例:

• 当仅A相通电, A相定子齿与转子齿对齐。
• 然后令仅B相通电,转子逆时针旋转1θ ,使B相定子齿与转子齿对齐。
• 然后令仅C相通电,转子再次逆时针旋转θ ,使C相定子齿与转子齿对齐。
• 重复1、2、3 ,则步进电机持续转动。
  

电机特点

• 输入一个脉冲信号，电机运动一个固定的角度。
• 输入一个脉冲序列，转速与脉冲频率成正比，角位移与脉冲数成正比。
• 开环控制下，无位置累计误差。
• 输出扭矩小。
  

应用

• 工业伺服、仪器仪表、机器人、打印机、医疗设备、阀门控制等。
  

步进电机分类