(1)电机有多种分类方法,依电源相数可分为单相电机和三相电机。 1)单相电机 • 单相电源为一般家庭用的常用电源,以一相所组成。 • 电源本身无法运转电机,为了启动电机需要把电容器和辅助线圈连接在一起启动。 2)三相电机 • 三相电机依动力区分,有电源的各相电压的位相差120度的三个电源组成。 • 电机接上电源,并加以驱动,即产生回转磁场,电机就得以启动。 • 电机的效率很高,启动转矩也很大。 (2)电机依功能可以分为三种。 1)均速运转的电机 ①感应电机 • AC小型电机的代表性产品。可连续使用。 • 有单项型感应电机和三相用感应电机等两种。 • 有直接接线和接线端子盒式接电等两种。 ②可逆式(换向)电机 • 为单相用电容启动感应电机。 • 外观构造与感应电机几乎相同,但为了便于转变电机的回转方向,在电机内部增加了简单的刹车,适于频繁的正逆运转转换。 2)具有制动功能的电机 ①附电磁制动的电机 • 无激磁动作型内藏电磁制动的电机。 • 能确实达到制动,故具有保持力。 • 只在电源关闭状态时,制动才开始运作,因此具有制动安全功能。 • 具有接点制动器和无接点制动器等两种。 3)可调整速度的电机(调速电机)。 ① UNIT TYPE (一体式) • 简易的连接速度控制器和电机的电机。 ② CONTROL PACK TYPE(分体式) • 速度控制器和电机分开。按照速度控制器和电机的使用用途,使用目的,来加以选择使用的机型。
Ⅱ、电机的特性
(1)电机的定义 • 电机是机器在进行某种动作时,为该机器提供驱动力的设备。 • 电机接上电源时,所产生的回转力,传出到轴上,并传达力量到其他机器上或减速机上。与回转轴连接时,产生某种具体的运作。 • 电机扮演着如同各种机械设备的心脏的重要角色。 • 总而言之。电机是将电能转换成机械能(回转能量)的装置。 (2)电机的特征 连接电源即能轻易的取得回转运动,能广泛的使用在家庭用机械,工业用机械,生产线的自动化等行业。 1)电机的广泛多样性 • 依尺寸从60mm/6W到90mm/200W,从类别上分感应、换向、电磁刹车、端子箱、速度控制、电磁制动等多样的机种。 • 使用电压的种类也有100V 50/60Hz(日本地区),200V 50/60Hz(日本地区),110V 60Hz(台北),220V 60Hz(韩国 台北),115V 60Hz(北美地区),230V 50/Hz(欧洲,澳洲),220V-240 50Hz(东南亚地区)等,有包含全世界各地的电压规格。 2)低噪音化,低震动化。 • 随着电机的使用场所和条件以及产品品质标准的提升,对其低噪音及低震动有严格的要求。 • 为了满足此项条件,采用高精度化以及SKIVING切削法,为了低噪音化,低震动,电机震动源通过高精密处理来制造。 3)使用简便 • 根据客户在使用上的要求,将电机和减速机做最适当设计和制造并根据现场需求规格来制作,以达到简便,安全的使用要求。 • 电源接上电容器即可何时何地的接上电源,即可驱动电机。 三相用电源不需要电容器,因此电机接上三项电源并加以驱动,即可轻易的取得动力。
Ш、电机用语解说
(1)电源 1)交流 • 交流电与直流电有所不同。正极与负极按照一定的周期进行相互交叉,并从电源流出电流。电流以及电压的方向也成为一定周期的正波而产生变化,如同时钟的钟锤以一定的节奏自由摆动。 2)直流 • 直流电如同电池一样,从正极和负极时常在一定的电源中所流出的电流之方向不变,以及大小皆一致。 • 电压的方向也一致。 • 属于直流产生的装置有电池,蓄电池,直流发电机等各种整流器。 3)周波数(频率) • 周波数代表交流在一秒间所反复的周期之数。 • 单位以HERIZ(Hz)表示。 • 在韩国,60 Hz被用为标准周波数,就是一秒间60回电流的方向,由正极转换成负极时,电源一时产生停止的状态,因此电灯在一秒间有120次的开闭,但其速度极为迅速,因此很难以人的视觉去判别。 (2)定格(额定) • 适应电机所订出的使用条件而设计成,当符合使用条件时的使用限度称为额定。 • 达到一定的使用限度,另有被指定的电压,电流,转速,频率。 • 那就是额定出力,额定电压,额定电流,额定转速,额定频率。 • 额定值有连续运转额定值,短时间额定值,反复额定值等。本公司生产的感应电机为连续额定值,可逆式电机为短时间(30分)额定值。 1)连续运转额定值 • 在指定的条件下连续使用时,不超过规定的温度上升以及诸项条件之下可连续使用,称为连续额定值。 2)短时间额定值 • 指定须在一定时间运转时,不超过规定的温度上升及诸条件之下可使用的,称为短时间额定值。短时间额定值有5分,10分,15分,30分,1小时,2小时等六种标准。 3)反复额定值 • 指定在一定的负荷下,周期性的反复使用运转和停止时,不超过规定的温度上升等其他的诸项条件,称为反复额定值。 (3)输出功率 • 表示电机在单位时间内可以完成的工作,以转数乘上转矩的值来决定。出力值是标示在电机上。输出功率=1.027X10-5xTxN(WATTS) 在此1.027X10-5:定数 T: 转矩g.cm N:转数rpm 1马力(HP)等于746(WATTS) • 额定出力 被指定的电压和频率的条件下连续产生的出力就是额定出力。而被指定的电压,频率称作额定电压和额定频率。此时的额定出力,一般称为电机的出力。 (4)转矩和转速 • 电机的转矩是为了带动回转体的转矩,其单位以g.cm或者kg.cm来表示。在美国则以N.m,oz.in ,lb.in来表示。 • 1kg.cm的转矩是指回转体的半径为1cm外围的某一点到垂直方向施加1kg的力量时产生的转矩。 (图1)回转数-转矩特性 1)启动转矩(图1之①) • 启动电机时产生的转矩,称为(LOCKED ROTOR TORQUE),也称为启动转矩。 • 如在电机施加比转矩更大的力量时,电机就无法运转。 2)停动转矩(图1之②) • 电机所能发挥的最大转矩,称作停动转矩。 • 进行运转时,如挂上最大转矩以上的负载,电机就会停止。 3)额定转矩(图1之③) • 电机在额定速度时的转矩。 • 在电机上施加额定电压,连续的产生额定出力称为额定转矩。 4)同步转数(图1之④) 依电源频率与电机的极数所决定的转数。 在此Ns:同步回转数(rpm) f:电源周波数(Hz) 120:定数 rpm:每一分钟的回转数 5)无负荷转数(图1之⑤) 电机出力轴在无负荷的情况下。回转电机时的转数之感应电机或可逆式电机比同步转数约低20-80〔rpm〕。 6)额定转速(图1之⑥) 电机挂上额定负荷,所输出的转速,是使用上最为理想的转速 7)转速(SLIP) 转数的表现方法之一,如下式 在此Ns:同步转数 N:任意负荷时转数(rpm) S:SLIP 例如,以4极60 Hz的感应电机,以S=0.1的转差来运转 (5)摩擦转矩 电磁刹车,离合制动等显停止的状态下,在保持负荷下所输出的转矩。 (6)容许转矩 电机在运转时所能使用的最大转矩。其受到电机的额定转矩,温度上升,所组合的减速机之强度所限制。 (7)运转 切断电源的瞬间到停止为止,电机的运转以角度(转速)来表示。 (8)减速机 1)减速比 减速机对电机转数的比率 电机转数在减速机的出力轴1/减速比。减速机的减速比为了对应电机转数的差异,为使减速机出力轴的转数一样。减速比有3,5,7.5,1.2,15…的系列以及1.2倍减速比的3.6,6,9,15,18等系列。 在50Hz的地区减速比为3的情况与60Hz的地区减速比为3.6的减速机出力轴转速相同。 当然50Hz地区和60Hz地区,能使用所有种类的减速机。 2)最大容许转矩 减速机所能承受的最大负荷转矩。 此转矩根据使用的减速机、轴承的材质、尺寸等的机械强度而定。故依减速机的种类不同、减速比不同而异。 3)寿命系数 推断减速机的寿命时所使用的参数。 由负荷种类和使用条件对其寿命做实验等所得到的经验值而定。 4)传动效率 电机连上减速机,增大转矩时所产生的效率,以%来标示。依减速机使用轴承、减速机的摩擦以及润滑油的抵抗等来决定。 减速机的减速段数第一段为90%,第二段为81%,随着减速比的增大,减速段数越大。三段的传动效率为73%,四段的传达效率为66%,五段的传达效率减到59%。 5)纵向载荷 减速机出力轴呈垂直方向的载荷 减速机所悬挂的最大悬吊负荷,称为容许悬吊负荷。随着减速机的种类和轴前端的尺寸而有所不同。 如同皮带驱动时的张力。 6)横向载荷 减速机出力轴在轴方向所受的负荷。 减速机所能受的最大推力负荷,随减速机的种类而有所不同。
Ⅳ.电机的温度上升
(1) 电机的温度上升与绝缘 电机流过电流,就会产生热量。这是由线圈和导体的阻抗在电机的通电部所产生的铜损,通过磁力线是在铁心材料中产生的阻抗。为了磁化铁心在铁心部产生的铁损所造成的电力损失。 电机所产生的热,一部分储存到电机内部,其余则由辐射,对流,传导作用发散到外部。 电极在运转中,在电机内部产生的热损失和对外发散的热之间的差距,就称作温度上升。 电极运转中,造成温度的上升而产生了热,温度最高处是卷线部。因此电机的使用限度由周围的温度和电机的温度上升而定。 一个绝缘阶级,电机的使用温度限度,如下表。 绝缘种类 | 内容 | 容许最高温度 | 备注 | Y种 | 木棉、绢、纸等材料所组成 没有被树脂或油浸入 | 90度 | | A种 | 与Y种相同材料所组成 有被树脂或油浸入 | 105度 | | E种 | 用聚氨酯、环氧树脂、棉积层物、 纸积层物所组成 | 120度 | | B种 | 利用云母、石棉、玻璃纤维等 附着材料所组成 | 130度 | | F种 | 与B种相同的材料,利用 矽酮醇酸树脂等附着材料所组成 | 155度 | | H种 | 与B种、F种相同的材料, 硅素树脂或同等性质材料所组成 | 180度 | | C种 | 由生云母、石棉、瓷器等物质单独 组成,或与附着材料一起组成 | 超过180度 | |
电机运转中,使温度上升,但不超过上表所容许的最高温度设计而成。 (2) 使用环境温度 使用电机时,请在-10度到+50度的周围温度范围内使用。若使用于超过使用温度的场所,依电机运转后上升的温度加上周围温度,而造成电机卷线部绝缘恶化及轴承的寿命明显降低。 另外,若使用在周围温度超低处,主要是在启动特性上会有问题。因为减速机之间润滑油润滑轴承,稠度会降低,是摩擦的转矩增大等,造成无法启动或启动时需要一段时间。 (3)电机的温度上升测量方法 将温度计固定在电机端盖中央部位,测量运转中的电机外壳的饱和温度,与周围温度的差距就是温度的上升,单位以deg来标示。 一般来说,电机中温度最高的部分为线圈部分。线圈部分的最高容许温度,故其绝缘材料之种类是依KS规格之规定。 计算温度上升的计算方法如下 在此R1:测量温度上升前的线圈阻抗 R2:测量温度上升后的线圈阻抗 t1:测量温度上升前的周围温度 ta:测量温度上升后的周围温度 234.5:铜线的温度系数 电机作频繁启动、停止、回转方向之切换,或依刹车装置频繁的反复做瞬间停止时,电机的温度上升会越高。电机的温度越低,对其寿命来说越有利。 运转中,其外壳的表面温度会上升,有时会上升到摄氏90度,但并非异常。不留意的将电机放置接近可燃物处,易招致事故,请特别小心。 (3) 过热保护装置 为了保护电机使用中不受到过负荷运转,或某种不明因素使电机停止,造成过热,线圈部内藏温度过热保护装置T/P(THERMALLY PROTECTED)之产品。此过热保护装置,针对UL规格认证品,附有CE MARK的产品,或欧洲电压(220V-240V 50Hz)等产品都设有T/P内藏装置。 这种T/P用双金属方式,使得接点的开闭动作快速,有异常温度时切断回路后,温度会恢复正常,是属于自动回归型。 尺寸70mm,80mm,90mm的电机,在UL规格认证电机,CE MARK用电机,以及220-240V(230V)50Hz用 马达由内藏T/P,并且铭板上以“THERMALLY PROTECTED”来表示。 IMPEDANCE PROTECTED TYPE阻抗保护式电机 阻抗保护式电机是将线圈的阻抗增大。在驱动电机时,降低输入电流的增加。在设计上,使温度上升不超过最高容许温度以上。在UL的A种驱动时容许温度是150摄氏度。(本公司的UL认证用 马达A种。) 电机铭板以“IMPEDANCE PROTECTED”来标示,或也已ZP来标示。本公司60mm电机的UL认证用就是属于此种产品。
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