电动机转动原理示意动画
3.1 三相异步电动机的工作原理及结构
3.1.1 结构
三相异步电动机的种类很多,但各类三相异步电动机的基本结构是相同的,它们都由定子和转子这两大基本部分组成,在定子和转子之间具有一定的气隙。此外,还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件,如图4.1所示。
1.定子部分
定子是用来产生旋转磁场的。三相电动机的定子一般由外壳、定子铁心、定子绕组等部分组成。
(1)外壳
三相电动机外壳包括机座、端盖、轴承盖、接线盒及吊环等部件。
机座:铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是保护和固定三相电动机的定子绕组。中、小型三相电动机的机座还有两个端盖支承着转子,它是三相电动机机械结构的重要组成部分。通常,机座的外表要求散热性能好,所以一般都铸有散热片。
端盖:用铸铁或铸钢浇铸成型,它的作用是把转子固定在定子内腔中心,使转子能够在定子中均匀地旋转。
轴承盖:也是铸铁或铸钢浇铸成型的,它的作用是固定转子,使转子不能轴向移动,另外起存放润滑油和保护轴承的作用。
接线盒:一般是用铸铁浇铸,其作用是保护和固定绕组的引出线端子。
吊环:一般是用铸钢制造,安装在机座的上端,用来起吊、搬抬三相电动机。
(2)定子铁心
异步电动机定子铁心是电动机磁路的一部分,由0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压而成,如图3.2所示。由于硅钢片较薄而且片与片之间是绝缘的,所以减少了由于交变磁通通过而引起的铁心涡流损耗。铁心内圆有均匀分布的槽口,用来嵌放定子绕圈。
(3)定子绕组
定子绕组是三相电动机的电路部分,三相电动机有三相绕组,通入三相对称电流时,就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成,且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相,每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线,大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后,再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上,首端分别标为U1, V1, W1 ,末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如图4.3所示,可以接成星形或三角形。
2.转子部分
(1)转子铁心
是用0.5mm厚的硅钢片叠压而成,套在转轴上,作用和定子铁心相同,一方面作为电动机磁路的一部分,一方面用来安放转子绕组。
(2)转子绕组
异步电动机的转子绕组分为绕线形与笼形两种,由此分为绕线转子异步电动机与笼形异步电动机。
① 绕线形绕组
与定子绕组一样也是一个三相绕组,一般接成星形,三相引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上,通过电刷装置与外电路相连,这就有可能在转子电路中串接电阻或电动势以改善电动机的运行性能,见图3.4。
② 笼形绕组
在转子铁心的每一个槽中插入一根铜条,在铜条两端各用一个铜环(称为端环)把导条连接起来,称为铜排转子,如图3.5(a)所示。也可用铸铝的方法,把转子导条和端环风扇叶片用铝液一次浇铸而成,称为铸铝转子,如图3.5(b)所示。100kW以下的异步电动机一般采用铸铝转子。
3.其他部分
其他部分包括端盖、风扇等。端盖除了起防护作用外,在端盖上还装有轴承,用以支撑转子轴。风扇则用来通风冷却电动机。三相异步电动机的定子与转子之间的空气隙,一般仅为0.2mm~1.5mm。气隙太大,电动机运行时的功率因数降低;气隙太小,使装配困难,运行不可靠,高次谐波磁场增强,从而使附加损耗增加以及使启动性能变差。
3.1.2 工作原理
1.三相交流电机的旋转磁场
三相异步电动机转子之所以会旋转、实现能量转换,是因为转子气隙内有一个旋转磁场。下面来讨论旋转磁场的产生。
如图3.6所示,U1U2, V1V2, W1W2为三相定子绕组,在空间彼此相隔120°,接成Y形。三相绕组的首端U1, V1, W1接在三相对称电源上,有三相对称电流通过三相绕组。设电源的相序为U, V, W, 的初相角为零,如图4.6波形图所示。
设
为了分析方便,假设电流为正值时,在绕组中从始端流向末端,电流为负值时,在绕组中从末端流向首端。
当 的瞬间,=0, 为负值,为正值,根据”右手螺旋定则”,三相电流所产生的磁场叠加的结果,便形成一个合成磁场,如图3.7(a)所示,可见此时的合成磁场是一对磁极(即二极),右边是N极,左边是S极。
空间120度 对称分布的三相绕组通过三相对称的交流电流时,产生的合成磁场为极对数p=1的空间旋转磁场,每电源周期旋转一周,即两个极距;
·某相绕组中电流达到最大值时,磁极轴线恰好旋转到该相绕组轴线上。
当 时,即经过1/4周期后, 由零变成正的最大值, 仍为负值, 已变成负值,如图3.6(b)所示,这时合成磁场的方位与时相比,已按逆时针方向转过了90°。
应用同样的方法,可以得出如下结论:当 时,合成磁场就转过了180°,如图3.6(c)所示;当时合成磁场方向旋转了300°,如图3.6(d)所示;当 时合成磁场旋转了360°,即转1周,如图3.6(a)所示。
由此可见,对称三相电流 分别通入对称三相绕组U1U2, V1V2, W1W2中所形成的合成磁场,是一个随时间变化的旋转磁场。
以上分析的是电动机产生一对磁极时的情况,当定子绕组连接形成的是两对磁极时,运用相同的方法可以分析出此时电流变化一个周期,磁场只转动了半圈,即转速减慢了一半。
由此类推,当旋转磁场具有p对极时(即磁极数为2p),交流电每变化一个周期,其旋转磁场就在空间转动1/p转。因此,三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速n1、定子电流频率f及磁极对数p之间的关系是
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2.三相电动机的转动原理
图3.8为三相异步电动机转动原理示意图。
三相交流电通入定子绕组后,便形成了一个旋转磁场,其转速。旋转磁场的磁力线被转子导体切割,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势。转子绕组是闭合的,则转子导体有电流流过。设旋转磁场按顺时针方向旋转,且某时刻为上为北极N下为南极S,如图3.7所示。根据右手定则,在上半部转子导体的电动势和电流方向由里向外,用⊙表示;在下半部则由外向里,用⊕表示。
原理:定子旋转磁场以速度n0切割转子导体感生电动势(发电机右手定则),在转子导体中形成电流,使导体受电磁力作用形成电磁转矩,推动转子以转速n顺n0方向旋转(电动机左手定则),并从轴上输出一定大小的机械功率。(n不能等于n0)特点:·电动机内必须有一个以n0旋转的磁场。-实现能量转换的前提;电动运行时n恒不等于n0(异步)-必要条件n<n0; 建立转矩的电流由感应产生。-感应名称的来源。
流过电流的转子导体在磁场中要受到电磁力作用,力F的方向可用左手定则确定,如图3.8所示。电磁力作用于转子导体上,对转轴形成电磁转矩,使转子按照旋转磁场的方向旋转起来,转速为n。
异步的概述三相电动机的转子转速n始终不会加速到旋转磁场的转速n1。因为只有这样,转绕组与旋转磁场之间才会有相对运动而切割磁力线,转子绕组导体中才能产生感应电动势和电流,从而产生电磁转矩,使转子按照旋转磁场的方向继续旋转。由此可见 ,且 ,是异步电动机工作的必要条件,“异步”的名称也由此而来。
3.转差率
旋转磁场转速n1与转子转速n之差与同步转速n1之比称为异步电动机的转差率s,即
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转差率是异步电动机的一个基本参数,对分析和计算异步电动机的运行状态及其机械特性有着重要的意义。当异步电动机处于电动状态运行时,电磁转矩 和转速n同向。转子尚未转动时,n=0, ;当时,,可知异步电动机处于电动状态时,转差率的变化范围总在0和1之间,即0<s<1。一般情况下,额定运行时=1%~5%。
3.1.3 主要系列
在三相电动机的外壳上,钉有一块牌子,叫铭牌。铭牌上注明这台三相电动机的主要技术数据,是选择、安装、使用和修理(包括重绕组)三相电动机的重要依据,铭牌的主要内容如下。
1.型号
国产中小型三相电动机型号的系列为Y系列,是按国际电工委员会IEC标准设计生产的三相异步电动机,它是以电机中心高度为依据编制型号谱的,如
Y-200L2-6
中、小型三相异步电动机的机座号与定子铁心外径及中心高度的关系见表4.1和表4.2。
Y-200L2-6
机电混合桥电机型号
2.额定功率
额定功率是指在满载运行时三相电动机轴上所输出的额定机械功率,用表示,以千瓦(kW)或瓦(W)为单位。
6.额定转速
额定转速表示三相电动机在额定工作情况下运行时每分钟的转速,用nN表示,一般是略小于对应的同步转速n1。如n1=1 500r/min,则nN =1 440r/min。
7.绝缘等级
绝缘等级是指三相电动机所采用的绝缘材料的耐热能力,它表明三相电动机允许的最高工作温度。F级可长期承受155℃,按电机实际运行最高环温40℃计算,则电机允许工作温度为:
F级时≤145℃(环温40℃+温升105)<155℃ 。
8.电机的工作制
电机的工作制是指三相电动机的运转状态,即允许连续使用的时间,分为连续、短时、周期断续三种,机电混合桥所使用的电机工作制是S1。
S1、 连续工作制:在恒定负载下的运行时间足以达到热稳定。
9.接法
三相电动机定子绕组的连接方法有星形(Y)和三角形(△)两种。定子绕组的连接只能按规定方法连接,不能任意改变接法,否则会损坏三相电动机。
10.防护等级
防护等级表示三相电动机外壳的防护等级,其中IP是防护等级标志符号,其后面的两位数字分别表示电机防固体和防水能力。数字越大,防护能力越强,如IP55中第一位数字“5”表示防尘 完全防止外物侵入,虽不能完全防止灰尘进入,但侵入的灰尘量并不会影响电机的正常工作。第二位数字“5”表示防止喷射的水侵入 防止来自各方向喷嘴射出的水进入电机内造成损害。
电机遇阻即停原理其实就是利用了弹性装置和微动开关,他们与链条的配合才有了这样的关系,这样一来通过控制开关的出发就可以停止动力的输出,最后也就能够实现遇阻即停了。在整个装置发生运动的时候,这个时候其实是有一定的缓冲的,这样的缓冲可以有效的避免整个运动中会发生急刹车的情况。
电机遇阻即停工作原理:
遇阻即停其实就是一种传动装置,他包括的其实是驱动链轮和传动链轮,而这两种链轮设备同时放在一条合链条的内部,这样一来驱动链轮和传动链轮就会转动了,这种控制装置的开关通过一个弹性的装置会靠在链条的上面,这个时候链条后面的链轮在松动又或者是紧绷的时候,就会出现改变开关和装置位置的变化,这样一来就会改变开关的工作状态。
区别1:
管状电机具有极强的防水性能和高精度电子行程限位,以及灵敏的遇阻停止功能,这是传统的链条式电机所没有的,链条电机力量较大,外挂,管状电机力量小在大轴里面安装。
节省空间,伸缩门电机在底板上固定,一般伸缩门电机和卷帘门链条电机是370w或者420w,管状电机比较小。遥控器可以通用,首先晶振要一样,比如都是433mhz的,其次密码要相同,这样就可通用了。
区别2:
管状电机由行程部分、电机部分、减速部分组成,三大部分置于圆管内工作,因此而得名。工作原理:行程部分控制电机的上下限位;电机部分负责电机运转;减速部分多采用行星减速起到降低电机的转速,同时增大输出转矩的作用。
链条电机工作原理:链条电机是在承载链条上,每节之间再加上一较高的承载滚子附件来承载货物。而链条是以滚子来与轨道滚动滑行。
链条上的滚子与轨道是以滚动接触,摩擦阻力小,动力损耗低且可承载较重的荷重。其荷重能力与支架强度、链条大小及滚子尺寸、材质均有关系,而滚子材质一般为钢制,但有些场合为了降低噪音,而采用耐磨耗的工程塑料制造。
扩展资料:
1、原动机:原动机是输送线的动力来源,一般都是采用交流电动机,但有时候会依据需要采用变频电动机。
2、驱动装置:通过驱动装置将电动机与输送机头轴联接起来,通常要实现的功能有:降低速度 、机械调速 、安全保护 。
3、线体:线体是输送设备直接完成物料输送工程的主体,它主要有输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道、支架等部分组成。
4、涨紧装置:涨紧装置的作用主要是用来拉近尾轴;
5、电控装置:电控装置的作用主要是用来控制驱动装置。
参考资料来源:百度百科-管状电机
内容概述:电机类型,轮毂电机的特点。
Engine·引擎(发动机)有很多类型,汽摩常用的类型有两类:电动机,内燃机。燃油动力汽车与新标准的摩托车均使用「四冲程·活塞往复循环式内燃机」,电动汽车多使用独立布局的驱动永磁同步电机,这是目前效率最高的电动机(能量转化率高于内燃机平均3倍)。
不过摩托车的电动机是比较特殊的,相比汽车使用的独立驱动双轮的电机,电摩的电机只能驱动一个车轮,这种机器正叫做【轮毂电机】。
图1:内燃机结构特点
图2:永磁同步电机结构特点
图2:轮毂电机的结构
直驱概念
任何类型的电动机理论上都可以做到直驱,指不通过变速箱直接连接差速器,将动力传输到两侧车轮。然而摩托车本就只有两个车轮(别谈边三),而前轮又不宜有驱动力,否则转弯时会因车轮转矩影响过弯的稳定性(产生侧向作用力)。
所以电摩只需要驱动后轮即可,那么就不用复杂的减速器、差速器、传动轴结构了。普通的电机并不适合应用于这种车型,反而是汽车不太适用的小体积的轮毂电机可以作为电摩的直驱动力元。
【轮毂电机】顾名思义,指轮毂内部结构并不是实心的金属,而是掏空后布局永磁体、电子线圈与转子。其能量转化原理是动力电池将电流输入到电磁线圈产生「电磁场」,利用磁极互斥的原理驱动转子运转。
如果转子与轮毂刚性结合,转子的旋转是不是就等于轮毂的直接运转了呢?答案显然是肯定的,而电摩的轮毂电机又只有一个运动方向(前进),这就是电摩不需要链条或传动轴即可驱动车辆行驶的原理。
轮毂电机与汽车
在电动汽车中有极少数车辆也使用轮毂电机,不过并不是一般认为的中重型客户车。这些车由于成本的控制往往会选择低转速的轮边电机,要通过AMT电控机械自动变速箱对功率进行放大, 之后才能实现对转速和电耗的控制。
真正使用轮毂电机的车辆多为高端越野车,比如「lordstown·motors」公司设计的endurance皮卡。这台车一共装备了四台轮毂电机,实现的自然是全时四驱系统;而且只要电控系统足够先进的话,这种车就能实现接近横向转弯的高极限,所谓的“坦克调头”会非常的轻松。
不过因为这些公司都是些新势力的小公司,在技术方面是不够先进的。但未来很有可能出现一些传统品牌的“轮毂电机·4×4”,这些车会很值得期待。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
如果加上刹车断电的话,就得还有两根细线接刹车把断电开关才行。
电动三轮车的电机,也就是俗称“马达”,是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。
电动三轮车常用电动机是直流电动机,有永磁电动机和串励电动机两类。电动机旋转的部分叫做转子,不转动的部分叫做定子。永磁电动机的转子或者定子有一个是永久磁铁,另一个则是漆包线绕制的线包。串励直流电动机的转子和定子 都是漆包线绕制的线包。功率的电动机,永磁电动机比串励直流电动机省电。永磁电动机的磁铁怕高温,温度超过110度,就会退磁。串励直流电动机没有永久磁铁,不存在这个问题。 串励直流电动机安装在外部,由一个小齿轮,通过链条传动到电动三轮车车后轴,带动大齿轮。
此外,车上用接触器是来控制电动三轮车的前进和倒车用的,同时还要和按钮相配合来完成,接线原理是双重联锁正反转控制电路,实现正-反-停工作原理,安全方便。
左手定则:电磁学中,左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,手心面向N极(叉进点出),四指指向电流所指方向,则大拇指的方向就是导体受力的方向。
简单原理叙述:通电导线在磁铁提供的磁场中持续不断受安培力的推动,产生旋转运动。
改变磁场方向和电池方向,导线将发生反转。
见图示:
电机控制皮带传动只没有什么大的差错,一般电机均满足皮带传动的要求。这是普遍使用的方式。
至于链条传动与皮带传动的各自优缺点是本身所具有。与电机控制无关。
直驱电机,直接驱动式电机的简称。主要指电机在驱动负载时,不需经过传动装置(如传动皮带等)。直驱电机适合用于各类洗衣机,主要优点包括静音、节能、平稳、动力强劲。直驱电机的工作原理与一起般电机相同,最常见的就是电动自行车的电机,它是一种轮辋电机,既没有变速箱也没有传动链条,电机外壳当转子直接驱动车轮,可以改变输入电压而改变转速,结构简单,维修方便。
中置电机是指电动助力自行车的驱动电机安装在车身的中间位置即脚踏位置的电机,该电机与车身连接,并通过链条与后轮进行连接而传递动力,同时电机的两侧安装有脚踏,在电机没有电源的情况下,骑行者可以通过脚踏实现自行车的人力骑行。
根据中置电机的功能,可以将其分为两种:1.单纯的中置驱动电机,配置这种电机的自行车可以有两种骑行模式,即人力骑行模式和全自动骑行模式,骑行者可以根据自己的实际需要在这两种骑行模式进行切换和选择;2.带实时助力的中置驱动电机,配置这种电机的自行车可以有三种骑行模式,即人力骑行模式、助力骑行模式和全自动骑行模式,骑行者也可以根据自己的实际需要在这三种骑行模式直接进行切换和选择,助力骑行模式以其健康而高续航的助力骑行特点,必将成为未来的发展趋势。
添加的接触需要在motion分析状态下才能仿真。motion分析需要激活solidworks motion插件。