一、什么是電機
電機是一種將電能轉換為機械能的裝置,通常由定子、轉子和電磁場組成。
當電流通過電機的繞組時,產生的磁場會與電機中的磁場相互作用,從而使電機產生旋轉運動。電機廣泛應用于各種機械設備和工業生產中,是現代社會不可或缺的重要設備之一。
常見的電機種類包括直流電機、交流電機、步進電機、伺服電機等。
二、交/直流電機的區分
直流電機:直流電機(電動機)使以直流電作為電源,使線圈通過電流,線圈旁有永久磁鐵,以電磁感應出轉矩使其旋轉。
直流電機優點:一般而言同樣的體積直流電機可以輸出較大功率,直流電機轉速不受電源頻率的限制可以制作出高速電機,速度控制只有控制電壓比較容易
直流電機缺點:電機上的碳刷使用一段時間會磨損消耗掉必須更換,電樞會磨損。用途:造紙機械、車床、起重機、升降機、電氣鐵軌道等需要調整轉速的地方
交流電機:交流電機?利用交流電產生變化的磁場實現電機軸的轉動。交流電機可以分為交流異步電機和交流同步電機。異步電機的定子產生變化的磁場,轉子線圈上產生感應電流,感應電流再產生感應磁場;而同步電機的轉子本身可以產生磁場,定子磁場和轉子磁場同步變化。交流電機的控制方式通常是通過改變交流信號的頻率來實現?。
交流電機優點:價格低廉、轉速變動小、他的轉速與頻率成正比,頻率越高轉速越快,常見的輸送帶上的交流電機旁邊有變頻器,用來控制傳動速度。
交流電機缺點:轉速受電源頻率固定,擁有一般交流頻率無法使電機高速運轉,最高僅可以達到3600rpm高速電機必需用變頻器來產生需要的工作頻率,速度控制須改變頻率或加裝其他回授器比較麻煩。用途:冷風機、吹風機、電風扇、抽水泵等。
直流電機和交流電機的區別
最大的區別在于有沒有碳刷,轉動軸沒有線圈
直流電機一定要有碳刷來將電流導入轉軸線圈并切換產生磁場相位
三、步進電機
步進電機:步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機。每輸入一個脈沖信號,轉子就轉動一個角度或前進一步,其輸出的角位移或線位移與輸入的脈沖數成正比,轉速與脈沖頻率成正比。因此,步進電動機又稱脈沖電動機。
工作原理:步進電機的工作原理是,當電流流過定子繞組時,定子繞組產生一矢量磁場,該磁場會帶動永磁體轉子旋轉一定的角度,使得轉子的一對磁場方向與定子的磁場方向一致。每輸入一個電脈沖,電動機轉動一個角度前進一步。輸出的角位移與輸入的脈沖數成正比、轉速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序,電機就會反轉。因此,可以通過控制脈沖數量、頻率以及電動機各相繞組的通電順序來控制步進電機的轉動。
分類:步進電機按照構造方式分類,分為三類分別是反應式、永磁式和混合式。如下右圖所示
按照定子上繞組可分為二相、三相和五相等系列,但是最受歡迎的是兩相混合式步進電機,約占
97% 上的市場份額,基本上是占據了整個市場。
其他關鍵性的概念:
單極性和雙極性
驅動方式:全步、半步和微步