电机原理(1).异步电动机:又称“感应电动机”,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,使得转子转动。转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。
(2).步进电机:步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下,电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,而不受负载变化的影响,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。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时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。
步进电机工作原理:当电流流过定子绕组时,定子绕组产生一矢量磁场。该磁场会带动转子旋转一角度,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。
(3).伺服电机:是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机,是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度,位置精度非常准确,可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类,其主要特点是,当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降。
2.电机工作损耗
(1).铜损:通常见到的各类电机,内部都是有铁芯和绕组线圈的。绕组有电阻,通电会产生损耗,损耗大小与电阻和电流的平方成正比,这就是我们常说的铜损。
(2).铁损:铁心有磁滞涡流效应,在交变磁场中也会产生损耗,其大小与材料,电流,频率,电压有关,这叫铁损。
(3).电动机的有功功率和额定功率的区别和联系:
●额定功率=额定电压x额定电流x功率因数x效率(额定功率是电机运行在额定点输出的机械功率,电动机输出的能量为电动机的额定功率);
●视在功率=电压x电流;
●有功功率=电压x电流x功率因数,这个有功功率是电机输入的电功率,它不同于视在功率是交流电压电流的相交差造成的,或者说是电机中的储能元件电感造成的(电动机运行时因线圈发热、轴承摩擦等很多损耗为电动机损耗;将额定功率和所有的损耗加起来,就为电动机从电网中吸收的有功功率);
●效率=(电机中的定转子铜损+铁损+机械损耗)的占比;
●无功功率:无功功率没有功率损耗,只是有能量以磁场的形式储存在储能元件中,没有传递到机械功率输出,而效率的损耗全部转化成了热能,会使电机产生温升。电动机将电能转化成机械能是离不开磁场的,磁场的建立就是靠电动机线圈通电形成的,那么形成磁场也需要能量,这部分的能量并没有转化成机械能和热能,相当于媒介,此部分能量为电动机的无功功率;有功功率做功,无功功率不做功;
●功率因数:正弦交流电压与电流的相位差称为功率因数角,以φ来表示,没有单位,而这个功率因数角的余弦值称为功率因数。它决定于电路元件参数和工作频率,纯电阻电路的功率因数为1,纯电感电容电路的功率因数为0。功率因数cosφ=P/S(φ代表电压与电流之间的相位差,P有功功率,S视在功率),cosφ是衡量电器设备效率高低的一个系数。0≤cosφ≤1,是有功功率和视在功率的一个比值,cosφ值的大小与电器设备负荷性质有关。
结论:提高了功率因数,就降低了线路上无功功率的输出,也就降低了视在功率,节约了电能,减少了视在功率电流。
有功功率+无功功率=视在功率,注意:这可是矢量相加
效率=额定功率÷有功功率×%永远小于1
视在功率的平方=有功功率的平方+无功功率的平方