一、什么是电机
电机是一种将电能转换为机械能的装置,通常由定子、转子和电磁场组成。
当电流通过电机的绕组时,产生的磁场会与电机中的磁场相互作用,从而使电机产生旋转运动。电机广泛应用于各种机械设备和工业生产中,是现代社会不可或缺的重要设备之一。
常见的电机种类包括直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机等。
二、交/直流电机的区分
直流电机:直流电机(电动机)使以直流电作为电源,使线圈通过电流,线圈旁有永久磁铁,以电磁感应出转矩使其旋转。
直流电机优点:一般而言同样的体积直流电机可以输出较大功率,直流电机转速不受电源频率的限制可以制作出高速电机,速度控制只有控制电压比较容易
直流电机缺点:电机上的碳刷使用一段时间会磨损消耗掉必须更换,电枢会磨损。用途:造纸机械、车床、起重机、升降机、电气铁轨道等需要调整转速的地方
交流电机:交流电机利用交流电产生变化的磁场实现电机轴的转动。交流电机可以分为交流异步电机和交流同步电机。异步电机的定子产生变化的磁场,转子线圈上产生感应电流,感应电流再产生感应磁场;而同步电机的转子本身可以产生磁场,定子磁场和转子磁场同步变化。交流电机的控制方式通常是通过改变交流信号的频率来实现。
交流电机优点:价格低廉、转速变动小、他的转速与频率成正比,频率越高转速越快,常见的输送带上的交流电机旁边有变频器,用来控制传动速度。
交流电机缺点:转速受电源频率固定,拥有一般交流频率无法使电机高速运转,最高仅可以达到3600rpm高速电机必需用变频器来产生需要的工作频率,速度控制须改变频率或加装其他回授器比较麻烦。用途:冷风机、吹风机、电风扇、抽水泵等。
直流电机和交流电机的区别
最大的区别在于有没有碳刷,转动轴没有线圈
直流电机一定要有碳刷来将电流导入转轴线圈并切换产生磁场相位
三、步进电机
步进电机:步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机。每输入一个脉冲信号,转子就转动一个角度或前进一步,其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比,转速与脉冲频率成正比。因此,步进电动机又称脉冲电动机。
工作原理:步进电机的工作原理是,当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场,该磁场会带动永磁体转子旋转一定的角度,使得转子的一对磁场方向与定子的磁场方向一致。每输入一个电脉冲,电动机转动一个角度前进一步。输出的角位移与输入的脉冲数成正比、转速与脉冲频率成正比。改变绕组通电的顺序,电机就会反转。因此,可以通过控制脉冲数量、频率以及电动机各相绕组的通电顺序来控制步进电机的转动。
分类:步进电机按照构造方式分类,分为三类分别是反应式、永磁式和混合式。如下右图所示
按照定子上绕组可分为二相、三相和五相等系列,但是最受欢迎的是两相混合式步进电机,约占
97% 上的市场份额,基本上是占据了整个市场。
其他关键性的概念:
单极性和双极性
驱动方式:全步、半步和微步