各种电机比较
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;而异步电机则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,是用220V的电源,而且都是小功率的,最大只有;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,成本高,但由于单相电源方便,且调速方便,因此广泛用于电动工具、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,以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号,用来控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馈信号,用来控制和调整转速；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,过载能力强；●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成本；●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,而直流无刷电机则属于;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,低维护成本：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控制要求比较高,转速比较高的设备上,如航模,精密仪器仪表等对电机转速控制严格,转速达到很高的设备；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控制,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,串激电机也能达到20000转/秒,但是使用寿命会比较短;●节能环保方面：相对而言,无刷电机采用变频技术控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,日常维护基本不需要;●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;比较：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;无刷直流电机的控制需要位置信息反馈,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;控制时各相电流也尽量控制成方波,逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可;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;永磁同步电机控制系统常采用自控式,也需要位置反馈信息,可以采用矢量控制磁场定向控制或直接转矩控制的先进控制方式;区别：方波和正弦波控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,因为从其控制和驱动电源以及控制对象的角度看,称之为“无刷直流电机”也算是合适的;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、改变磁通只能提高转速,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,动态抗扰能力强;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,控制方便;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达到调速目的;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、控制方便、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－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类,目前国内大都使用交－直－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,达到调速的目的;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,避免停产；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;d、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,控制方便,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馈控制以达到自动调节转速目的;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佳;调压调速的特点：调压调速线路简单,易实现自动控制；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：装置结构及控制线路简单、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；控制调节方便,容易实现自动控制;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,它控制的精度低；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;如采用变频调速则设备复杂、成本高;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,从而达到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,从而达到改变电动机内部气隙磁场的大小,达到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,从而达到调速的目的;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;因为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RP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,但是变阻器比较笨重,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办法来限制启动电流,需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由你自己设定,假如全压直接起动,可以达到额定转矩的20多倍,这样将使机械损毁,所以必须加入以减少起动电流,从而减少,一般加入的使为额定转矩的倍左右,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;优点是操纵控制方便,维护简单,而且比较经济;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-Δ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较,其结构最简单,价格也最便宜;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高,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,起动效果好但成本较高;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,因为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：因为涉及到电力电子技术,微机技术,因此成本高,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控制要求高的领域;总之,星三角起动,自藕减压起动因其成本低,维护相对软起动和变频控制容易,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,控制线路接点较多,在其运行中,故障率相对比较高;2启动转矩启动转矩表征了电动机的启动能力,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到倍;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%,否则接65%；六、电机制动1、：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;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,电机会反转;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,而只能采用或机械制动;2、：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,可以采取一定的措施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和是2类,概念上不存在交集;简言之：特指直流;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;控制复杂,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控制,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较容易实现调速,控制精度较高;缺点是直流伺服电机有碳刷,容易造成电机的磨损,而且维护成本高操作麻烦;交流伺服电机：是交流电机的一种,通过伺服驱动器的矢量控制理论控制电机的扭矩,速度、位置等等,交流伺服电机的转子电阻一般很大,这样可以防止自转,当控制电压消失后,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,控制精度不好,使用寿命短;永磁交流伺服电动机同直流伺服电动机比较,主要优点有：⑴无电刷和换向。
同功率的单相与三相电机的重量比较表
同功率的单相与三相电机的重量比较表摘要：一、单相电机与三相电机的区别二、单相电机的应用场景三、三相电机的应用场景四、如何选择适合自己的电机五、电机的重量比较正文：在同功率条件下，单相电机与三相电机的重量比较一直是一个备受关注的话题。
许多人疑惑，同样是五千瓦的电机，为什么单相电机要比三相电机重那么多？接下来，我们将从单相电机与三相电机的区别、应用场景、选择方法以及重量比较等方面进行详细解答。
一、单相电机与三相电机的区别1.电源形式：单相电机采用单相交流电源，三相电机采用三相交流电源。
2.功率：相同功率的单相电机和三相电机在运行时，单相电机的电流较大，从而导致其发热量较高。
3.起动性能：单相电机的起动电流通常是六至七倍，而三相电机的起动电流较小。
4.结构：单相电机通常较重，三相电机相对较轻。
二、单相电机的应用场景单相电机适用于对重量和体积要求不高的场合，如家庭用电、小型工厂等。
由于单相电机成本较低，因此在一些对性能要求不高的场景中，单相电机是较为合适的选择。
三、三相电机的应用场景三相电机适用于对重量和体积有一定要求的场合，如大型工厂、矿山等。
由于三相电机性能稳定、效率高，因此在需要高性能、高稳定性的场合，三相电机是更好的选择。
四、如何选择适合自己的电机在选择电机时，首先要根据实际需求确定电机的功率、转速、扭矩等性能参数。
其次，要考虑电机的运行环境，如电源形式、负荷能力、散热条件等。
最后，根据实际应用场景和性能要求，选择适合的电机类型。
五、电机的重量比较在同功率条件下，单相电机通常比三相电机重。
以五千瓦电机为例，单相电机的重量可能在100公斤以上，而三相电机的重量则在50公斤左右。
这是因为单相电机在设计时，要考虑电流较大导致的发热问题，因此采用了更为厚重的铁芯和绕组，从而使得整体重量增加。
总之，在选择电机时，要根据实际需求和应用场景进行综合考虑。
对于重量和体积要求不高的场合，单相电机是一个不错的选择；而对于高性能、高稳定性要求的场合，三相电机更为合适。
永磁同步电机与异步电机性能比较
技术发展对性能的影响
新型材料的应用：提高电机的效率、 减小体积和重量
冷却技术的改进：提高电机的散热 性能和可靠性
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数字控制技术的进步：实现更精确 的电机控制和优化
先进制造工艺的发展：降低生产成 本和提高生产效率
THANKS
汇报人：XX
应用领域对比
永磁同步电机应用领域：电动汽车、工业 自动化、风力发电、医疗器械等
异步电机应用领域：家用电器、工业泵、 压缩机、传送带等
Part Five
优缺点分析
永磁同步电机的优点与缺点
优点：效率高、节能效果好、运行稳定可靠 缺点：成本高、维护成本也较高、对工作环境要求高
异步电机的优点与缺点
优点：结构简单、运行可靠、价格便宜、维护方便 缺点：效率低、功率因数低、调速性能差
异步电机的技术发展趋势
高效能：通过改进设计和制造工艺，提高异步电机的效率，降低能耗。
智能化：结合先进控制算法和传感器技术，实现异步电机的智能化控制，提高运行稳定性和可 靠性。
集成化：将异步电机与其他系统进行集成，实现更高效、紧凑的解决方案，满足特定应用需求。
可持续性：发展环保型的异步电机，减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
永磁同步电机与异步电 机性能比较
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汇报人：XX
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 工 作 原 理
03 性 能 参 数
04 应 用 场 景
05 优 缺 点 分 析
06 未 来 发 展
Part One
单击添加章节标题
Part Two
电机种类及各电机区别介绍
电机在包装，食品和饮料，制造业，医疗和机器人等众多行业的许多运动控制功能中发挥着关键作用。
我们可以根据功能，尺寸，扭矩，精度和速度要求从几种电机类型中进行选择。
众所周知，电机是传动以及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，电机在实际应用中的重点已经开始从过去简单的传动向复杂的控制转移;尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。
但电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式，咋看下好像选型非常复杂，因此为了人们根据旋转电机的用途，进行了基本的分类。
下面我们将逐步介绍电机中最有代表性、最常用、最基本的电机——控制电机和功率电机以及信号电机。
控制电机控制电机主要是应用在精确的转速、位置控制上，在控制系统中作为“执行机构”。
可分成伺服电机、步进电机、力矩电机、开关磁阻电机、直流无刷电机等几类。
1. 伺服电机伺服电机广泛应用于各种控制系统中，能将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动被控制元件，从而达到控制目的。
一般地，伺服电机要求电机的转速要受所加电压信号的控制;转速能够随着所加电压信号的变化而连续变化;转矩能通过控制器输出的电流进行控制;电机的反映要快、体积要小、控制功率要小。
伺服电机主要应用在各种运动控制系统中，尤其是随动系统。
伺服电机有直流和交流之分，最早的伺服电机是一般的直流电机，在控制精度不高的情况下，才采用一般的直流电机做伺服电机。
当前随着永磁同步电机技术的飞速发展，绝大部分的伺服电机是指交流永磁同步伺服电机或者直流无刷电机。
2. 步进电机所谓步进电机就是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构;更通俗一点讲：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。
我们可以通过控制脉冲的个数来控制电机的角位移量，从而达到精确定位的目的;同时还可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
目前，比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。
直流无刷电机与交流无刷电机比较
直流无刷电机与交流无刷电机比较
直流无刷电机和交流无刷电机各有其优势和劣势。
直流无刷电机的优势主要包括：
1.效率高，这是因为直流电机的磁场利用率更高；
2.调速性能好，通过电子控制器可以实现无级调速，调速精度高，稳定性好；
3.加速性能好，因为直流无刷电机具有较低的转动惯量，可以在短时间内达到较高的转速；
4.对环境友好，不产生电磁干扰，不会对周围电子设备产生干扰；
5.体积小、重量轻、出力大；
6.耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长。
直流无刷电机的劣势主要包括：
1.成本相对较高，特别是使用了稀土永磁体的情况下；
2.有限的恒功率范围，大的恒功率范围对获得高的车辆效率是至关重要的，但永磁无刷直流电动机不可能获得大于基速两倍的最高转速；
3.在电机制造过程中，由于大型稀土永磁体可以吸引飞散的金属物体，可能会有一定的危险性。
交流无刷电机的优势主要包括：
1.结构简单、维护简单、成本低；
2.可以适用于各种恶劣环境和气候条件；
3.交流电机启动电流较小，启动转矩大，过载能力强；
4.噪音低，震动小。
交流无刷电机的劣势主要包括：
1.调速性能相对较差，需要使用变频器等设备进行调速；
2.控制精度较低，响应速度较慢；
3.需要定期维护和更换电刷和机械部件。
总体来说，直流无刷电机在调速性能、加速性能和对环境友好等方面具有优势，但成本相对较高。
而交流无刷电机在成本、适用性和维护方面具有优势，但在调速性能和精度控制方面稍逊一筹。
在实际应用中，需要根据具体的应用场景和需求来选择适合的电机类型。
单相两相三相电机区别
单相两相三相电机区别电机是一种将电能转换为机械能的设备，广泛应用于各个领域。
根据使用场景和需求的不同，电机可以分为单相电机、两相电机和三相电机。
本文将从工作原理、结构特点和应用领域等方面介绍单相、两相和三相电机的区别。
一、工作原理 1. 单相电机：单相电机是利用单相交流电产生的磁场作用于转子所产生的转矩，从而实现转动的电机。
单相电机的工作原理比较简单，适用于家用小功率设备和一些轻载设备。
2.两相电机：两相电机是利用两相交流电产生的磁场作用于转子所产生的转矩，从而实现转动的电机。
两相电机相对于单相电机而言，具有较高的起动转矩和运行平稳性。
3.三相电机：三相电机是利用三相交流电产生的磁场作用于转子所产生的转矩，从而实现转动的电机。
三相电机具有起动转矩大、运行平稳、效率高等特点，广泛应用于各个工业领域。
二、结构特点 1. 单相电机：单相电机通常由定子、转子、电容器和起动线圈等组成。
其中，电容器和起动线圈是用于产生磁场的辅助元件，使单相电机能够起动。
2.两相电机：两相电机通常由两个相位的线圈组成，线圈之间存在一定的相位差，从而产生旋转磁场。
两相电机通常采用分步进和全步进两种驱动方式。
3.三相电机：三相电机由三个相位的线圈组成，线圈之间相位差为120度。
三相电机结构简单，转矩平稳，效率高，是目前工业中最常用的电机。
三、应用领域 1. 单相电机：单相电机适用于一些家用电器，如洗衣机、电风扇、空调压缩机等。
由于单相电机功率较小，所以常用于家庭和小型办公场所。
2.两相电机：两相电机适用于一些中小型机械设备，如针织机、缝纫机、打印机等。
两相电机的优势在于起动转矩较大，适用于一些对起动要求较高的场景。
3.三相电机：三相电机广泛应用于各个工业领域，如水泵、风机、压缩机、轧机等。
三相电机具有高效、稳定、寿命长等优点，能够满足工业生产对电机性能的要求。
综上所述，单相电机、两相电机和三相电机在工作原理、结构特点和应用领域等方面存在明显的区别。
伺服电机与步进电机的效率比较
伺服电机与步进电机的效率比较电机是现代工业中的重要组成部分，它们可以通过转换电能和电磁能来产生动力。
一般来说，电机被分为两类：伺服电机和步进电机。
这两种电机各自有自己的特点和应用场景，但它们在效率方面的比较却是一个常见的话题。
本文将对伺服电机和步进电机的效率进行比较和分析。
一、伺服电机的效率伺服电机是一种能够准确控制位置、速度和加速度的电机。
其控制电路将反馈信号与指令信号进行比较，并使用任何差异来控制电机。
伺服电机可使用各种类型的传感器来提高其控制性能，如光电编码器、霍尔传感器和电容传感器。
这些传感器可以检测旋转量、角度、速度和加速度，从而提供实时反馈。
这种反馈机制使得伺服电机在各种应用中都能够提供较高的精度和可靠性。
伺服电机的效率通常比步进电机高，其中一些原因是伺服电机的反馈控制机制和其能够提供更高的加速度和速度。
因此，伺服电机通常用于较大载荷和高速运动的应用，例如印刷、数控机床、气动和液压系统等。
二、步进电机的效率步进电机是由电磁力驱动的电机，其转子在电磁场的作用下向前移动。
步进电机是控制位置和速度的一种有效方式，它们可以通过逐步地施加电压来引起旋转。
步进电机可以被设计成单向旋转或可逆转，也可以允许可编程的微步操作来提高其精度。
与伺服电机不同的是，步进电机通常不需要任何反馈机制。
步进电机的效率取决于其设计和控制方式。
通常情况下，步进电机的效率比伺服电机低，这是因为步进电机的控制方式通常使用开环控制，其控制性能不如伺服电机。
另一方面，步进电机的成本相对较低，适用于一些低负载应用，如发光二极管（LED）和打印机。
三、效率比较伺服电机和步进电机的效率虽然互不相同，但可以对其进行比较。
基本上，伺服电机比步进电机更高效，特别是在大负载和高速运动方面。
而步进电机的效率较低，但成本较低，更适用于低负载和低速运动的应用。
在实际应用中，需要根据需求、设计和成本等因素来选择适合的电机。
如果您需要高精度和高速度，则伺服电机可能是更好的选择。
变频器驱动的电机类型及特点比较
变频器驱动的电机类型及特点比较在工业自动化领域中，电机是最为常见且重要的设备之一。
而电机驱动系统中的变频器在控制电机速度和转矩方面起着至关重要的作用。
本文将对常用的变频器驱动的电机类型进行比较，分析它们的特点和适用场景。
一、感应电机（异步电机）感应电机是最常见的电机类型之一，其结构简单且成本较低。
在工业生产中，感应电机广泛应用于各种领域，包括风机、泵、压缩机、传送机械等。
在变频器驱动下，感应电机具有以下特点：1. 宽速调节范围：感应电机在变频器的调节下，可以实现较宽的速度调节范围，从低速到高速皆可满足需求。
2. 启动转矩大：感应电机在变频器驱动下，能够提供较大的启动转矩，适用于一些启动转矩较大的设备。
3. 效率较低：相比于其他电机类型，感应电机的效率较低。
当变频器处于低速调节状态时，效率下降较为明显。
二、永磁同步电机永磁同步电机利用永磁体的特性，具有优异的性能表现。
随着技术的发展，永磁同步电机在工业应用中得到了广泛的推广。
在变频器驱动下，永磁同步电机具有以下特点：1. 高效率：永磁同步电机的效率相比于感应电机更高，在变频器驱动下尤为明显。
能够降低能耗，提高整个系统的效率。
2. 高功率密度：永磁同步电机具有较高的功率密度，体积小、重量轻，适用于一些对体积要求较高的场景。
3. 高精度控制：永磁同步电机通过变频器驱动，可以实现精准的速度控制和转矩控制。
三、有刷直流电机有刷直流电机是一种传统的电机类型，其结构简单、稳定性较高，在一些特定场景中仍然得到广泛应用。
在变频器驱动下，有刷直流电机具有以下特点：1. 调速性能好：有刷直流电机在变频器控制下，可以实现很好的调速性能，且调速范围广。
2. 转矩波动小：相比于其他类型的电机，有刷直流电机的转矩波动相对较小，适用于对转矩要求较高的场景。
3. 维护成本低：有刷直流电机相比于其他类型的电机结构较为简单，故维护成本较低。
综上所述，不同类型的电机在变频器驱动下具备不同的特点和适用场景。
电机种类性能及特点比较
电机种类性能及特点比较电机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域，如工业、交通、家电等。
随着科技的进步，电机种类繁多，各具特点。
接下来，我将比较几种常见电机的性能和特点。
1. 直流电机（DC motor）直流电机是最常见的一种电机。
它可以通过调整直流电源的电压和极性来实现转速和转向的控制。
直流电机的优点在于起动扭矩大，适合用于需要快速启动和高起动力矩的设备，如电动车。
然而，直流电机由于存在刷子和换向器等机械部件，容易产生摩擦和磨损，需要定期进行维护。
2. 交流电机（AC motor）交流电机是通过交流电源供电并将交流电能转化为机械能的电机。
与直流电机相比，交流电机结构简单、效率高、可靠性较好。
由于交流电机的转子采用了感应原理，没有机械刷子和换向器，因此摩擦和磨损较少，维护成本较低。
然而，交流电机的启动扭矩较小，适用于负载较轻的设备。
3. 步进电机（Stepper motor）步进电机是一种特殊的交流电机，它按照一定角度进行步进运动。
步进电机的优点在于精确控制和定位，能够准确停止在任何一个位置。
这使得步进电机广泛应用于需要精确控制的设备，如数控机床、3D打印机等。
然而，步进电机通常需要控制器进行驱动，复杂度较高，且在高速运动时会产生振动和噪音。
4. 无刷直流电机（Brushless DC motor）无刷直流电机是直流电机的一种变种，它去除了刷子和换向器，采用了电子换向的方式。
无刷直流电机的优点在于效率高、维护成本低、寿命长。
它还可以根据负载的需求自动调整电机转速，实现智能化控制。
然而，无刷直流电机的价格通常较高，需要较复杂的驱动电路。
综上所述，各种电机各有优劣。
直流电机具有高起动扭矩、可调速、价格较低的优点，但需要定期维护。
交流电机结构简单、效率高、可靠性好，但启动扭矩较小。
步进电机适用于精确控制和定位的设备，但驱动复杂。
无刷直流电机效率高、寿命长，但价格较高，需要复杂的驱动电路。
在选择电机时，需要根据实际需求权衡各种因素。
电机种类性能及特点比较
各种电机列表比较电机分类构造工作原理起动反转调速机械特性及应用励磁方式三相异步电动机1、定子：定子铁芯、定子绕组、机座。
1、2、转子：转子铁芯、转子绕组、转轴。
分为鼠笼式转子和绕线式转子。
（绕线式转子绕组接成Y型；可将附加电阻入转子电路，改善起动性能和调节转速。
）通入三相异步电动机定子绕组的三相电流共同产生合成磁场，该磁场随着电流的交变在空间不断地旋转，故称为旋转磁场。
旋转磁场切割转子导体，产生感应电动势，进而在闭合导体中产生电流，转子导体电流与旋转磁场相互作用产生电磁转矩而使转子旋转。
1、直接起动：在供电变压器容量较大，电动机容量较小（额定功率在以下）时，三相异步电动机可以直接起动。
常使用的电器有:组合开关(刀开关)、熔断器、交流接触器、热继电器和按钮等。
组合开关多用于电源的引入。
2、鼠笼式三相异步电动机降压起动：当鼠笼式三相异步电动机容量较大，而电源容量不够大时，为了限制起动电流，避免电网电压显著下降，需采用降压起动，降压起动只适用于空载与轻载起动。
如采用星形一三角形起动或自耦变压器降压起动。
（如果电动机在工作时其定子绕组为三角形联接方式，那么在起动时把它联成星形，等到转速接近额定值时再改接成三角形，就是Y-△起动。
）；自耦变压器起动适用于⑴、正常运行定子连成星形；⑵、容量较大；⑶、较大起动转矩；3、绕线式三相异步电动机常采用转子回路串接变电阻起动或转子回路串接频敏变阻器起动。
只要将接到电源的任意二根线对调即可。
有两种控制电路：1、触头联锁电路；2、复式按钮和触头联锁电路；n=60f／P（1-S）三种调速方案：改变电源频率f、改变绕组磁极对数P以及改变转差率S。
其中改变电源频率调速其调速范围宽，技术成熟，具体方法有：变频机组、交一直一交变频和交一交变频。
改变转差率S的调速方法只能在绕线式转子电动机中使用。
在转子回路中串接附加电阻。
当负载在空载与额定值之间变化时，电动机的转速变化不大，称为硬机械特性。
施工机械各种电机的比较和易发故障的处理
见 ， 结 构 简单 ， 障率 低 。定 子是 励 磁线 圈 ， 电 其 故 通 后在 定子上 产生 交 变 磁 场 ， 时在 转 子线 圈上 感 应 同
出交 变 电流 ， 子 中有 电流又有 交变磁 场 ， 以转 子 转 所
摘
要 ： 过 对 生产 实 际 中常 见 电机 进 行观 察 比 较 ， 举 各 种 电机 的 共 同 点 和 不 同 点 ， 电机 通 列 对
的 常 见 故 障的 机 理 给 予分 析 ， 并介 绍 了这 些 易发 故 障 的 处 理 方 法 。 关 键 词 ：工程 机 械 ；电机 ；易发 故 障 ； 障处 理 故
圈 的电阻 。Ｙ 型接法 是使 三个 线圈一 端相接 为共 同 端， 另外 三 端接线 电压 ， 这样 线 电压所 加的 电阻单独
来 看是 加在 二组 线 圈 之上 的 ， 考 虑 到相 位 角 的 问 但
在转 子线 圈 中感 应 出 电流 ， 直 流 电机 因 为定 子 线 而 圈产 生的磁 场不旋 转 ， 转子 线 圈不 能靠 感 应 产 生 电 流 ， 以必须 通过 碳 刷 与整 流 子 的配 合 给 转子 提 供 所
泛 ， 常用于 机械 的起动 机 、 通 汽车 的雨 刮器 等配备 有 蓄 电池 的零部 件 。 需 要三相 交流 的场合 ， 般都 采用 交流 发 电机 。 一
Ｖ ：
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在 机械 上 ， 正的直 流发 电机 已经 不使用 ， 常所 说 真 通
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有关电机的分类、选型、区别
电机，在设备领域是无处不在，这是一个不孤单的设备，靠谱的泵需要靠谱的电机，电机的好坏直接影响着设备能否正常运行。
电机类型、软启动方式，选型步骤，损坏原因方式处理方法，优劣电机区别.....这一个个问题都是电机幸福指数的重要反映。
下面就让我们一同看看。
一、各类电机的区别01、直流、交流电机区别直流电机结构示意图交流电机结构示意图顾名思义，直流电机使用直流电做为电源，而交流电机是使用交流电做为电源。
从结构上说，直流电机的原理相对简单，但结构复杂，不便于维护。
而交流电机原理复杂但结构相对简单，而且比直流电机便于维护。
在价格方面，功率相同的直流电机高于交流电机。
包括控制速度的调速装置，也是直流高于交流的价格，当然结构和维护也有很大的差异。
而在性能方面，因直流电机的速度稳定，转速控制精准，是交流电机无法达到的，所以在转速的严格要求下不得不采用直流电机替代交流电机。
交流电机调速相对复杂，但却由于化工厂使用交流电源而应用广泛。
02、同步、异步两类电机区别转子的旋转速度与定子一样，那就叫同步电动机。
如若不一致，则叫异步电动机。
03、普通、变频两类电机区别首先明确一点，普通电机并不能当变频电机来使用。
普通电机是按恒频恒压来设计的，不可能完全适应变频器调速的要求，因此不能当做变频电机使用。
变频器对电机的影响主要在电动机的效率和温升。
变频器在运行中能产生不同程度的谐波电压和电流，使电动机在非正弦电压、电流下运行，里面的高次谐波会引起电动机定子铜耗、转子铜耗、铁耗及附加损耗增加。
其中最为显著的是转子铜耗，这些损耗会使电动机额外发热，效率降低，输出功率减小，普通电动机温升一般要增加10%－20%。
变频器载波频率从几千赫到十几千赫，使得电动机定子绕组要承受很高的电压上升率，相当于对电动机施加陡度很大的冲击电压，使电动机的匝间绝缘承受较为严重的考验。
普通电动机采用变频器供电时，会使由电磁、机械、通风等因素所引起的震动和噪声变的更加复杂。
无刷电机、有刷电机和步进电机对比介绍
用场景上各有差异。
首先，有刷电机是一种直流电机，其特点是通过电刷来实现换向，使得电机能够旋转。
有刷电机的优点在于起动和制动平稳，恒速运行时也较为平稳[1]。
然而，有刷电机的噪声较大，寿命相对较低，一般寿命在600小时以下[9]。
此外，有刷电机的工作可以不需要电调，直接将电供给电机就能工作，但这样无法控制电机的转速[21]。
无刷电机（BLDC电机）则是通过电子控制取代了机械换向功能，使用电子换向而不是传统的电刷换向[4]。
无刷电机的优点包括高速运行、低功耗等[16]。
与有刷电机相比，无刷电机的寿命更长，正常情况下可以达到数万小时[9]。
无刷电机的工作必须要有电调，否则是不能转动的，这是因为必须通过无刷电调将直流电转化为三相电源来驱动电机[21]。
步进电机是一种基于电磁学原理工作的电机，它能够将电能转换为机械能，并且可以通过接收外部的控制脉冲来精确控制转子的位置[5][10]。
步进电机的最大特点是其“数字性”，即对于微电脑发过来的每一个脉冲信号，步进电机在其驱动器的推动下运转一个固定角度[14]。
步进电机的优点主要是价格便宜、控制方式简单，但缺点是在高负载或高速运行时可能会出现振动和噪音问题[15]。
综上所述，这三种电机各有特点和适用场景。
有刷电机适合需要平稳起停和运行的应用场合；无刷电机因其高效性和长寿命而被广泛应用于要求高性能和可靠性的领域；步进电机则因其精确控制能力而常用于需要精确位置控制的场合。
#### 无刷电机的电子换向技术是如何工作的？无刷电机的电子换向技术主要依赖于外部控制器来实现换向，而不是通过物理换向器。
这种电机的工作原理是线圈不动，磁极旋转。
通过使用一套电子设备，特别是霍尔元件，来感应永磁体磁极的位置。
根据这种感应，电子线路会适时切换线圈电流的方向，以保证产生正确方向的磁力，从而驱动电机转动[24]。
这种方式消除了有刷电机中电刷和换向器之间的机械接触，因此能够提供更高的效率和更长的寿命[29]。
各种电机优缺点
1.异步电机驱动系统异步电机其特点是结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠，低转矩脉动，低噪声，不需要位置传感器，转速极限高。
异步电机矢量控制调速技术比较成熟，使得异步电机驱动系统具有明显的优势，因此被较早应用于电动汽车的驱动系统，目前仍然是电动汽车驱动系统的主流产品，但已被其它新型无刷永磁牵引电机驱动系统逐步取代。
最大缺点是驱动电路复杂，成本高；相对永磁电机而言，异步电机效率和功率密度偏低。
2.无刷永磁同步电机驱动系统无刷永磁同步电机可采用圆柱形径向磁场结构或盘式轴向磁场结构，由于具有较高的功率密度和效率以及宽广的调速范围，发展前景十分广阔，在电动车辆牵引电机中是强有力的竞争者，已在国内外多种电动车辆中获得应用。
内置式永磁同步电机也称为混合式永磁磁阻电机。
该电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，磁阻转矩的存在有助于提高电机的过载能力和功率密度，而且易于弱磁调速，扩大恒功率范围运行。
内置式永磁同步电机驱动系统的设计理论正在不断完善和继续深入，该机结构灵活，设计自由度大，有望得到高性能，适合用作电动汽车高效、高密度、宽调速牵引驱动。
这些引起了各大汽车公司同行们的关注，特别是获得了日本汽车公司同行的青睐。
当前，美国汽车公司同行在新车型设计中主要采用内置式永磁同步电机。
表面凸出式永磁同步电机也称为永磁转矩电机，相对内置式永磁同步电机而言，其弱磁调速范围小，功率密度低。
该结构电机动态响应快，并可望得到低转矩脉动，适合用作汽车的电子伺服驱动，如汽车电子动力方向盘的伺服电机。
无位置传感器永磁同步电机驱动系统也是当前永磁同步电机驱动系统研究的一个热点，将成为永磁同步电机驱动系统的发展趋势之一，具有潜在的竞争优势。
同功率的单相与三相电机的重量比较表
同功率的单相与三相电机的重量比较表
（实用版）
目录
1.单相电机与三相电机的基本概念
2.同功率单相电机与三相电机的重量比较
3.影响电机重量的因素
4.选择电机时重量的考虑因素
正文
一、单相电机与三相电机的基本概念
单相电机和三相电机都是交流电机，它们根据电源的相数进行分类。
单相电机指的是只有一根相线的电机，通常用于家庭电器等低功率设备。
而三相电机则有三根相线，广泛应用于工业设备和大型机器。
二、同功率单相电机与三相电机的重量比较
在同等功率条件下，单相电机通常比三相电机更重。
这是因为单相电机的转子需要更多的材料来达到相同的功率，因此其重量也相应增加。
而在工业应用中，三相电机由于其更轻便，往往更受欢迎。
三、影响电机重量的因素
电机的重量主要由其结构和材料决定。
例如，电机的转子材料、定子绕组的匝数、电机的冷却方式等都会对电机的重量产生影响。
四、选择电机时重量的考虑因素
在电机的选择过程中，重量是一个重要的考虑因素。
一般来说，重量轻的电机更为理想，因为它意味着更低的成本和更方便的安装。
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几种不同电动机运行原理及特点
电动机原理和特点的比较本文主要介绍了三种直流电机：普通直流电机、无刷电机、步进电机，两种交流电机：三相异步电动机、伺服电机的原理、特点及调速方法。
1、普通直流电机普通直流电机便是我们最熟悉的一种电动机，它的转子在内部，由线圈组成,定子则在外部，由永磁体组成。
在工作时，而把它的电刷A、B接在电压为U的直流电源上，电刷A是正电位，B是负电位，在N极范围内的导体ab中的电流是从a流向b,在S极范围内的导体Cd中的电流是从C流向d。
载流导体在磁场中要受到电磁力的作用，因此,ab和Cd两导体都要受到电磁力的作用。
根据磁场方向和导体中的电流方向，利用电动机左手定则判断，ab 边受力的方向是向左，而Cd边则是向右。
由于磁场是均匀的，导体中流过的又是相同的电流，所以，ab边和Cd边所受电磁力的大小相等。
这样，线圈上就受到了电磁力的作用而按逆时针方向转动了。
当线圈转到磁极的中性面上时，线圈中的电流等于零，电磁力等于零，但是由于惯性的作用，线圈继续转动。
线圈转过半周之后，虽然ab与Cd的位置调换了，ab边转到S极范围内，Cd边转到N极范围内，但是，由于换向片和电刷的作用，转到N极下的Cd边中电流方向也变了，是从d流向c,在S极下的ab边中的电流则是从b流向a.因此，电磁力FdC的方向仍然不变，线圈仍然受力按逆时针方向转动。
可见，分别处在N、S极范围内的导体中的电流方向总是不变的，因此，线圈两个边的受力方向也不变，这样，线圈就可以按照受力方向不停的旋转了。
从以上的分析可以看到，要使线圈按照一定的方向旋转，关键问题是当导体从一个磁极范围内转到另一个异性磁极范围内时（也就是导体经过中性面后），导体中电流的方向也要同时改变。
换向器和电刷就是完成这个任务的装置。
当然,在实际的直流电动机中，也不只有一个线圈，而是有许多个线圈牢固地嵌在转子铁芯槽中，当导体中通过电流、在磁场中因受力而转动，就带动整个转子旋转。
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。
电动机的类型与优劣比较
电动机的类型与优劣比较电动机是工业、交通、农业和民用等领域的基础设备，是现代化社会的重要组成部分。
在现代社会中，由于环保和可持续发展的意识逐渐增强，电动机也得到了广泛推广和应用。
不同种类的电动机有不同的优缺点，本文将介绍几种主要的电动机类型以及它们的特点和应用。
一、直流电动机直流电动机是一种最早被发明和应用的电动机，具有转矩大、起动性能好、调速范围宽等特点。
它适用于需要精确控制转速和负载变化大的场合。
直流电动机还可以通过外加电势和电流控制实现无级调速。
这些特点使得直流电动机在控制精度要求高的自动化生产过程中得到广泛应用，如机床、印刷机、纺织机等。
但是，直流电动机也有一些缺点，例如需要外部直流电源，不便于应用和维护。
此外，直流电动机的寿命相对较短，需要经常更换磨损部件。
二、交流电动机交流电动机广泛应用于民用、商用和工业领域，包括家电、电视机、洗衣机、汽车等。
它们的特点是转速高、寿命长、运行平稳、维护成本低、体积小和噪音低。
与直流电动机相比，交流电动机的控制难度较大，需要通过外部速度控制器实现调速。
在交流电动机的种类中，异步电动机在家电等领域得到广泛应用。
异步电动机具有结构简单、重量轻、成本低、可靠性高等优点。
另外，异步电动机的转速与电源频率成反比关系，通过改变供电频率可实现变频调速和电网调频等控制目的。
三、永磁同步电动机永磁同步电动机是一种先进的电机类型，具有高效率、起动时间短、噪音小等特点。
它们被广泛应用于电动汽车、新能源领域中。
永磁同步电动机还有一个重要的优点是其无需能量消耗来产生磁场，因此比其他电动机更为节能。
永磁同步电动机的制造成本相对较高，需要较高的制造技术和生产设备。
此外，永磁同步电动机需要较高的控制精度和稳定性，以实现最佳效率和能量利用率。
四、步进电动机步进电动机是一种特殊类型的电动机，适用于需要高精度控制和精确位置控制的场合。
步进电动机具有分辨率高、稳定性高、启动和停止快等特点。
步进电动机通常用于机械手臂、自动化流水线、3D打印等场合，同时也是很多机械工艺中的重要部分。
常用步进电机的比较
1 前言步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。
随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。
与交流伺服电机及直流伺服电机相比，其突出优点就是价格低廉，并且无积累误差。
但是，步进电机运行存在许多不足之处，如低频振荡、噪声大、分辨率不高等，又严重制约了步进电机的应用范围。
相对于其他的驱动方式，细分驱动方式不仅可以减小步进电机的步距角，提高分辨率，而且可以减少或消除低频振动，使电机运行更加平稳均匀。
现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（vr）、永磁式步进电机（pm）、混合式步进电机（hb）和单相式步进电机等。
由于三相混合式步进电机比二相步进电机有更好的低速平稳性及输出力矩，所以三相混合式步进电机比二相步进电机有更好应用前景。
2 细分原理步进电机的细分控制从本质上讲是通过对步进电机的定子绕组中电流的控制，使步进电机内部的合成磁场按某种要求变化，从而实现步进电机步距角的细分。
一般情况下，合成磁场矢量的幅值决定了电机旋转力矩的大小，相邻两合成磁场矢量的之间的夹角大小决定了步距角的大小。
在电机内产生接近均匀的圆形旋转磁场，各相绕组的合成磁场矢量，这就需要在各相绕相中通以正弦电流。
混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。
三相混合式步进电机的工作原理十分类似于交流永磁同步伺服电机。
其转子上所用永磁磁铁同样是具有高磁密特性的稀土永磁材料，所以在转子上产生的感应电流对转子磁场的影响可忽略不计。
在结构上，它相当于一种多极对数的交流永磁同步电机。
由于输入是三相正弦电流，因此产生的空间磁场呈圆形分布，而且可以用永磁式同步电机的结构模型（图1）分析三相混合式步进电机的转矩特性。
a.电机定子三相绕组完全对称；b.磁饱和、涡流及铁心损耗忽略不计；c.激磁电流无动态响应过程；图1 三相永磁同步电机的简单结构模型U、V、W 为定子上的3 个线圈绕组，3 个线圈绕组的轴线成120°。
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直流电动机由定子和转子组成。 定子的作用是在励磁绕组中通入
直流电流励磁而产生磁场；转子的作 用是通电后产生电磁转矩。
直流电源通电导线在磁场中会受 到电磁力作用，其方向由左手定
则确定。
直接起动直流电动机是绝对不 允许的。
为了限制起动电流，通常在 转子绕组电路中串联接入一个 起动变阻器 RQ，
要改变电动机的旋转方 向，关键在于改变电磁转 矩的方向。根据左手定 则，改变转子绕组电流的 方向或者改变励磁电流 的方向（即改变磁场的方 向），都可以达到改变电 磁转矩方向的目。将转子 绕组两端的接头对调或 者将励磁绕组两端的接 头对调，都能够使电动机 的电磁转矩转向，从而使 其反转。
常使用的电器有:组合开关 头联锁电路； (刀开关)、熔断器、交流接触器、
S。其中改变电源频率调 速其调速范围宽，技术
机
座。 相互作用产生电磁转矩而使转子旋 热继电器和按钮等。
2 、 转 转。
组合开关多用于电源的引入。
成熟，具体方法有：变 频机组、交一直一交变
子：转
2、鼠笼式三相异步电动机降压
频和交一交变频。改变
子转过 转，脉冲电 源频率为 f,则步进电动 机的转速为：
（5-3） 式中：f--控制脉冲
频率，即步进电动机每 秒接收的脉冲数；
1、步进电动机具有独特的优点： （1）步进电动机的转速主要取决于脉冲的频率，
移动的总位移取决于总的脉冲数。其步距值不受各 种干扰因素的影响。
（2）步距误差不长期积累。步进电动机每走一 步所转过的角度（实际步距值）与理论步距值之间 总有一定的误差。从某一步到任何一步，也总会有 一定的累积误差，但每转一圈的累积误差为零。
速。）
一般机床的主电动机都是空载起动，对起动转矩没
有什么要求。但对于诸如起重用的电动机，因为是
在带负载的情况下起动，此应采用起动转矩较大
一点的。
励磁方式
同
步
定子： 电枢；
当同步电动机的电枢绕组与三相交流 电源接通时，由于转子和转轴上的生
电
动
转子： 磁级，
产机械是有惯性的，而旋转磁场转得 又快，结果是同步电动机自己不能起
线式 转子。
时把它联成星形，等到转速接近 额定值时再改接成三角形，就是
（二）最大转矩 Tmax 从机械特性曲线上看，转矩有一个最大值，称
（绕 线式
Y-△起动。）；自耦变压器起动适 用于⑴、正常运行定子连成星
为最大转矩或临界转矩 Tmax。 当负载转矩超过最大转矩时，电动机将发生所
转子
形；⑵、容量较大；⑶、较大起
各种电机列表比较
电机 构造
分类
工作原理
起动
反转
调速
机械特性及应用
三
相
1、定 子：定
通入三相异步电动机定子绕组的三相 电流共同产生合成磁场，该磁场随着
1、直接起动：在供电变压器容 量较大，电动机容量较小（额定
只要将接到电源的任意 二根线对调即可。有两种
n=60f／P（1-S） 三种调速方案：改变电
异
步
（二）步进电动机驱动电源，必须使其定子励磁绕组顺 序通电，并具有一定功率的电脉冲信号，步进电动机的运行 性能是步进电动机和驱动电源的综合体现。
驱动电源应该满足以下基本要求： 1.电源的相数、通电方式、电压、电流应与步进电动机 的基本参数相适应； 2.能满足步进电动机起动频率和运行频率的要求； 3.工作可靠，抗干扰能力强； 4.成本低，效率高，安装和维护方便。 驱动电源通常由环形分配器和功率驱动器组成。
功率驱动器或称功率放大电路其主要作用是将环形分 配器输出的脉冲信号放大，以使用足够的功率来驱动步进电 动机。
直流主轴电动机的速度控
制关系无论在静态还是在 直流主轴电动机的转矩一速特性曲线图中，曲线 1 为 p－n
动态都成立，这就保证了电 曲线、曲线 2 为 T－n 曲线。由图可见，在基本速度 以下 动机的良好的静、动态转矩 为恒转矩范围，在基本速度 以上为恒功率范围。通常恒转
步进 电动 机（反 应式 步进 电动 机）
1.反应式步进电动机。电动机定子有 A、B、 C 三对磁极。在相对的磁极上绕有 A、B、C 三相控制绕组。
转子上相邻两齿所对应的空间角度为 齿距角。齿距角 为：
（5-1） 式中 --转子齿数。 当 A、B、C 三对磁极的绕组依次轮流 通电时，则 A、B、C 三对磁极就依次轮流 产生磁场吸引转子转动。
换向磁极的作用是为了改善电动机的 换向性能。
2、 直流主轴电动机都采用轴向强迫通 风冷却或热管冷却，以改善冷却效果，避免 电动机热量传到主轴。
3、电动机尾部还同轴安装有测速发电 机作为速度反馈元件。
环形分配器的功能将 CNC 装置的插补脉冲，按步进电 动机所要求的规律分配给功率驱动器的各相输入端，以控制 步进电动机励磁绕组的导通或关断。由于电动机有正反转要 求，所以环形分配器的输出是周期性的，又是可逆的。
（3）控制性能好。起动、停止、反转及其他任 何运动方式的改变，都在少数脉冲内完成。在一定 的频率范围内运行时，任何运动方式都不会丢步。
2、分类：步进电动机的种类很多，有多种分类方 法。若按工作原理分类，则可将步进电动机分为：
反应式（磁阻式）步进电动机 电磁式步进电动机 永磁式步进电动机 永磁感应子式步进电动机。 其中反应式和永磁感应子式步进电动机比较常 用。
（3）起动频率。使步进电动机能够由静止定位状态不 失步地起动，并进入正常运行的控制脉冲最高频率，称为起 动频率。在电动机空载情况下，称为空载起动频率。在有负 载情况下，不失步起动所允许的最高频率将大大降低。
（4）连续运行频率。步进电动机起动后，其转速将跟 随控制脉冲频率连续上升而不失步的控制脉冲的最高频率， 称为连续运行频率的最高工作频率。步进电动机的连续运行 频率随负载的增大而下降，但步进电动机连续运行频率远高 于其起动频率。
子铁 芯、定
电流的交变在空间不断地旋转，故称 功率在 7.5kW 以下）时，三相 为旋转磁场。旋转磁场切割转子导体， 异步电动机可以直接起动。
控制电路：1、触头 联锁 电路；2、复式按钮和触
源频率 f、改变绕组磁极 对数 P 以及改变转差率
电
动
子绕 组、机
产生感应电 动势，进而在闭合导体中 产生电流，转子导体电流与旋转磁场
子铁
起动：当鼠笼式三相异步电动机
转差率 S 的调速方法只
芯、转
容量较大，而电源容量不够大
能在绕线式转子电动机
子绕
时，为了限制起动电流，避免电
中使用。在转子回路中 当负载在空载与额定值之间变化时，电动机的转
组、转
网电压显著下降，需采用降压起
串接附加电阻。
速变化不大，称为硬机械特性。非常适用于一般金
轴。分
入转
在选用电动机时，必须考虑可能出现的最大负
子电
载转矩。然后根据所选电动机的过载系数算出电动
路，改
机的最大转矩，其值必须大于最大负载转矩。否则
善起
就要重选电动机。
动性 能和
（三）起动转矩 TQ 电动机刚起动（n = 0 ,S = 1）时的转矩称起动
调节
转矩。在刚起动时，转子电流比较大，但起动转矩
转
实际上并不大，它与额定转矩之比约为 1.0 ～ 2.0。
工艺复杂，生产成本较高，维护较困难，可靠性较
差。
（一）直流他励电动机 励磁电流是由另外的直
流电源（如蓄电池组）供给的。 （二）直流并励电动机 励磁绕组与转子绕组并
联，但励磁绕组用细导线绕 成，其匝数绕得很多，因此具 有较大的电阻，使通过它的励 磁电流较小。
（三）直流串励电动机 励磁绕组与转子绕阻串 联，为使励磁绕组不引起大的 损耗和电压降，励磁绕组的电 阻越小越好，所以串励绕组通 常用较粗的导线绕成，其匝数 也较少。 （四）直流复励电动机 有两个励磁绕组，一个与 转子绕组并联，另一个与转子 绕组串联，电动机中的磁通由 这两个绕组内的励磁电流共 同产生。
机
其铁芯 动。 上绕有
励磁绕
组，采
用直流
励磁。
必须采用一定的方法来起动同步电动 机。通常采用所谓异步起动法。就是 在磁极的极掌上装有和鼠笼式绕组相 似的起动绕组，让同步电动机象异步 电动机那样先起动起来。当电动机的 转速接近同步转速时，将开关合在励 磁机上，使转子励磁。这时，旋转磁 场就能紧紧地牵引着转子一起转动。 此后，两者转速保持相等（同步）即
恒转矩调速，通常是通过降
低电压将转速往下调。这种
调速方法为，起重设备多采
用这种调速方法。
3、 改变转子绕组回路
电阻的调速方法需在转子
绕组电路中串联一个调速
应用： 用的变阻器。有较大的功率
损失，应用范围不广。
它的优点是具有良好的调速性能和较大
的起动转矩，因而广泛地应用于要求调速性能较高
和较大起动转矩的生产机械。但直流电动机的制造
首先，当 A 相绕组通电，B、C 两相断 电时，转子的齿 1、3 分别被定子磁极 吸引而对齐。
然后，A 相断电，B 相通电，于是转子
的 2、4 两齿被定子磁极
吸引，这时转
子逆时针转了 。
接下去 B 相断电，C 相通电，转子 1、3
齿与定子磁极
轴线对齐，转子又逆时
针转过了 。
这种按 A→B→C→A→B→C→A…顺序 轮流通电的方式称为三相单三拍。"三相"是 指定子有三相绕组 A、B、C，"单"是指每次 只有一相绕组单独通电，"三拍"是指经过三 次经过切换控制绕组的通电状态为一个循 环。每一拍，即输入一个脉冲信号，都使转
子转过一个角度，称之为步距角 。其计算 公式如下：
（5
－2）
式中：N--运行拍数，
；
m--步进电动机的相数；