电机分为哪些类型?

最佳答案 匿名用户编辑于2023/09/06 09:04

电机有多种分类方式,按照应用领域分为动力电机和控制电机;按照电源类型分为 直流电机和交流电机。

1.按照应用领域分为动力电机和控制电机

动力电机输出功率较大,注重电机的驱动、运行及制动性能,主要应用于汽车、家电、小 型机床等领域。控制电机侧重电机输出量的幅频特性、相频特性及输出特性的精度、灵敏 度、稳定性、线性度等指标,精度高、响应速度快,主要在自动控制系统中承担执行、检 测和解算功能。

(1)动力电机:按照运动方式进一步分为旋转电机和直线电机。直线电机可看作由旋转 电机展平而得,其定子叫初级、转子叫次级,其优势在于可以直接将电能转换为直线运动 的机械能,而无需再借助中间转换装置。常见的直线电机可分为 U 型槽式、平板式和管式。 其主要应用于自动控制系统、短距离需要巨大直线运动能的装置或作为长期连续运行的驱 动电机,例如用于磁悬浮列车以及无钢丝绳电梯的驱动。

(2)控制电机:按照控制方式进一步分为步进电机、伺服电机、力矩电机。 步进电机是一种把电脉冲信号转换成角位移的电动机,每输入一个脉冲信号,步进电 机就按照设定的方向转动一个固定的角度。其结构简单但效率和精度较低,多用于办 公自动化、通信设备、印刷设备等领域。伺服电机相较于步进电机增加了编码器与反馈机制,使得驱动器可以根据目标值与编 码器的反馈信号之间的差异来调整转子转动的角度,从而可实现更精密的控制,主要 适用于半导体、光伏、锂电、工业自动化、机器人等对于控制精度、速度响应、过载能力及稳定性要求高的领域。空心杯电机是一种特殊的伺服电机,采用无铁芯转子, 呈空心的杯状结构,内部环绕着绕组和磁铁。 力矩电机是以扭矩为控制方向的电机,采用开环控制。当负载转矩增大时能自动降低 转速,同时加大输出转矩,当负载转矩为一定值时改变电机端电压便可调速。在电动 机低速甚至堵转(转子无法转动)时仍能持续运转,不会造成电动机的损坏,并提供 稳定的力矩给负载,具有低转速、大扭矩、过载能力强、响应快、特性线性度好等优 点。力矩电机分为有框力矩电机和无框力矩电机。

2. 按照电源类型分为直流电机和交流电机

直流电机由直流电源驱动,交流电机由交流电源驱动。直流电机调速性能好、启动力矩大, 适用于在重负载下启动或需要均匀调节转速的机械。交流电机效率高、噪音低,常用于家 用电器中。

(1)直流电机

按照电刷的有无进一步分为有刷电机与无刷电机。对于直流电机,为使 转子转动需要不断改变电流方向。

有刷电机采用机械换向,内部的电枢和换向器一起旋转,而外部的磁极和电刷都不动。 通过换向器与电刷的交替接触,电机运行时电流的方向就会不断改变,从而改变电机 的运动方向。其优势在于启动快速、制动及时、调速平稳,并且启动电流大、在低速 时扭矩大,因而能带很重的负荷,常用在电钻等日常电动工具中。但由于换向器与电 刷之间存在摩擦,因而电刷易损耗、寿命短,并且效率较低。

无刷电机采用电气换向,以霍尔元件等电子换向器替代了机械电刷装置,其线圈不动 而磁极旋转。其原理是通过霍尔元件感知永磁体磁极的位置,从而适时切换线圈中电 流的方向,以产生正确方向的磁力来驱动电机。无刷电机的优势在于故障率低、使用 寿命长、运行时间和电压比较稳定。

(2)交流电机

交流电机按照电源类型分为单相电机与三相电机。单相电机采用单相交流电源供电,定子 仅含一个绕组,需借助启动线圈或运行电容器等以产生旋转磁场。特点是结构简单、维修 方便,多应用于小型家用电器等生活场景。三相电机采用三相交流电源供电,定子绕组分 为三组,通入互差 120°的交流电就可产生旋转磁场。三相电机效率高、功率大、可靠性 和精度高,多用于水泵、机床等工业领域。

交流电机按照转子转速与定子旋转磁场的转速是否相同,交流电机分为同步电机与异步 电机。同步电机的转速恒定,而异步电机的转速可以随着负载的变化而调节。常见的电力 拖动机械大多由异步电机驱动,如空气压缩机、鼓风机、大型起重设备等。而同步电机主 要适用于要求转速恒定的大功率生产机械,如连续式轧钢机、球磨机等,由于其造价昂贵、 维修困难而应用较少。