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AC交流電機的發(fā)展和類(lèi)型

來(lái)源: 瀏覽次數:2815 發(fā)布時(shí)間:2020-06-04

   電機發(fā)明的早期都是被應用在工業(yè)方面的領(lǐng)域。最早以直流(DC)電機應用的范圍最廣,其中以60年代至80年代中期使用最為旺盛,但其因碳刷的關(guān)系所產(chǎn)生的種種問(wèn)題至今一直存在,所以在1980年代中期以后,傳統直流電機即漸漸被淘汰,取而代之的是AC電機。
從傳統AC電機的模擬控制進(jìn)化到現今數字控制電機的出現,各種電機的技術(shù)不斷演化、改進(jìn),至目前為止,AC電機在現階段,仍為工業(yè)動(dòng)力上使用最為普遍的電機類(lèi)型。

AC電機的種類(lèi)

AC電機的種類(lèi)非常多,如依其用途來(lái)做區分,大致可分為以下3種類(lèi)型:
1.動(dòng)力用電機
2.定位控制用(具剎車(chē)機能)電機
3.速度控制用電機
以下,我們將針對第一項、也是目前市面上使用最普遍的AC動(dòng)力用電機作介紹。

所謂的動(dòng)力用電機,也就是以動(dòng)力的方式,來(lái)取代傳統人工的搬運,進(jìn)而達到物體運送的目的,特別是在只須單純搬運、不需其它特殊動(dòng)作要求的場(chǎng)合下,選用動(dòng)力電機最為恰當。依據使用、應用場(chǎng)合的不同,AC動(dòng)力用電機又可分為以下幾種:

■感應電機

為AC小型電機最具代表性的機種。
特性:
? 單一方向運轉用(不可做瞬間逆轉的切換,須待電機完全停止后才能作逆轉切換的動(dòng)作。)
? 連續定格
? 過(guò)轉量約30-40回轉

目前市面上常見(jiàn)的有電容運轉型單相110V/220V電機和三相220V電機3種,主要適合單一方向連續運轉的場(chǎng)合,如:一般單純的搬運動(dòng)作。

■可逆電機

特性:
頻繁正逆轉及瞬間起動(dòng)、停止用
30分鐘定格
過(guò)轉量約5-6回轉

為電容運轉型,外觀(guān)和感應電機幾乎相同,但于內部結構設計上則稍有不同,因而造成特性上不同的差異。另可逆電機因內部尾端有加裝剎車(chē)來(lái)令片的裝置,因而能夠簡(jiǎn)單地做到瞬時(shí)逆轉及起動(dòng)、停止的動(dòng)作,最適合在頻繁作正逆轉及瞬間的起動(dòng)停止場(chǎng)合下使用。

■轉矩電機

特性:
? 張力控制用
? 5分鐘定格
? 具垂下特性(轉速愈高,轉矩反而往下降。)

轉矩電機是屬于較特殊的電機,適合較特殊的場(chǎng)合使用。像是在收送料的場(chǎng)合下須維持一定的張力來(lái)避免料帶下垂或被扯斷的卷曲動(dòng)作時(shí);又或是在鎖緊螺絲或瓶蓋動(dòng)作的場(chǎng)合下需瞬間提供較大的扭力來(lái)作迫緊、也就是拘束運轉的動(dòng)作時(shí),選用轉矩電機則較為合適。

AC電機特性曲線(xiàn)說(shuō)明
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(1)起動(dòng)轉矩速度為零時(shí)對應到Y坐標軸的點(diǎn)即為起動(dòng)轉矩。
也就是電機從靜止到動(dòng)的瞬間所必須克服靜摩擦的力量,以使電機及工作物可以被帶動(dòng)上來(lái)的力量謂之。

(2)最大(停動(dòng))轉矩:電機于運轉時(shí)所能帶動(dòng)的最大負荷。
(3)同步(同期)轉速:與電源周波數(Hz)同步回轉的速度。
 公式:N(轉速)=〔120 × f(頻率,Hz)〕 ÷  P(極數)
同步轉速基本上它會(huì )隨著(zhù)電源周波數及電機極數的不同而有所不同,譬如:
當f為60Hz、P為4極時(shí),電機的同步轉速N為1800RPM;
但當f為50Hz、P為4極時(shí),電機的同步轉速N則為1500RPM。
(4)無(wú)負荷轉速:無(wú)負載時(shí)電機的轉速。
電機于制造的過(guò)程中不免會(huì )有一些像是銅損、鐵損、磁滯損等耗損問(wèn)題存在,故即使在無(wú)負載的狀態(tài)下,電機的轉速往往仍無(wú)法達到同步轉速的理想值,它只能達到接近同步轉速值,而此值即稱(chēng)為無(wú)負載轉速。
(5)定格轉矩 與 (6)格轉速

在此轉矩、轉速規范值內使用時(shí),是最穩定、最有效率的工作領(lǐng)域。

   AC電機于運轉時(shí),在轉矩與轉速上都是一個(gè)不斷變動(dòng)的參數,因此一般來(lái)說(shuō)制造商會(huì )將各種不同規格的電機各自規范出一個(gè)定格點(diǎn)(如上圖P點(diǎn)),由定格點(diǎn)對應到Y坐標軸的部份我們稱(chēng)之為定格轉矩;對應到X坐標軸的部份我們則稱(chēng)之為定格轉速。也就是說(shuō)在定格點(diǎn)所對應過(guò)來(lái)的定格轉矩與定格轉速間的范圍內(上圖深藍色區塊), 即為AC電機最安定、最有效率的一個(gè)工作領(lǐng)域。

AC電機溫升

AC電機于運轉時(shí)會(huì )有一定程度的熱散溢,故產(chǎn)生一定的溫升是一種正常的現象,但事實(shí)上,溫升的產(chǎn)生對于電機的使用壽命上而言卻是有極大的影響。
溫升對電機壽命的影響
軸承卡死:電機的使用壽命,大部分都是取決于其內部滾珠軸承內含油的壽命,電機的溫度愈高,滾珠軸承的壽命就愈短,其主要是因電機長(cháng)時(shí)間于高溫下使用時(shí),容易造成滾珠軸承內潤滑油的液化、蒸發(fā)而溶解,最后僅剩滾珠與滾珠間的相互摩擦進(jìn)而造成軸承卡死的問(wèn)題。
線(xiàn)圈燒毀、欠相:電機于高溫下使用時(shí),亦容易造成定子線(xiàn)圈絕緣材料的劣化,進(jìn)而造成線(xiàn)圈燒毀或欠相問(wèn)題產(chǎn)生。

以上原因通常就是造成電機壞掉的兩個(gè)主因,所以溫升對電機壽命所造成的影響相當的大!該如何降低溫升進(jìn)而延長(cháng)電機的使用壽命,對我們來(lái)說(shuō)是相當重要而不可忽視的。 

影響電機溫升的原因 與降低溫升的方法
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除針對上述所列影響電機溫升的原因作控制及改善外,另亦可于電機、機構端連結處以加裝連軸器的方式來(lái)阻隔機構上的溫度傳導到電機端,間接達到降低溫升的目的。所以, 了解可能造成電機溫升問(wèn)題的原因后,下回在使用電機時(shí)就必須要特別注意這些造成電機溫升的原因并加以控制,如此才能對延長(cháng)電機使用壽命有所幫助。

AC電機控制疑難雜癥

AC
感應/可逆電機異常發(fā)熱、轉矩下降或不轉時(shí),該如何處理?

可依下列步驟進(jìn)行檢查及確認:
1.接線(xiàn)是否正確?
(配線(xiàn)錯誤將有可能導致電機發(fā)熱、轉矩降低。)
2.電容器是否異常(單相電機時(shí))?
(電容器異常時(shí),將會(huì )造成電機發(fā)熱、轉矩降低的情況。要判斷電容器是否為良品時(shí),可于電源輸入時(shí)測量電容器端子間的電壓是否為電源電壓的1.5~2倍,若是,則代表電容器并無(wú)異常;否則,請更換電容器。)
3.負載是否超過(guò)電機標準負荷?
(過(guò)負載會(huì )造成電機異常發(fā)熱,請避免過(guò)載使用。)
4.若皆非上述原因造成電機不轉時(shí),則有可能為電機本身的異常所造成發(fā)熱及轉矩降低,此時(shí),您可以去量測電機的線(xiàn)圈阻值,進(jìn)一步判斷電機到底是否損壞。否則,建議可向您的電機購買(mǎi)商做進(jìn)一步的確認或檢查。 


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