機械設計培訓第三講三相/伺服/步進電機主講人：趙星時長：1.5H目錄1

三相異步電機結構及原理三相異步減速電機選型單相異步交流電機簡介伺服電機步進電機1三相異步電機結構及原理電機(英文:Electricmachinery，俗稱

“馬達”)是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。在電路中用字母M(舊標準用D)表示。它的主要作用是產生驅動轉矩，作為用電器或各種機械的動力源。1三相異步電機結構及原理電機的應用非?；A非常廣泛，是在電力系統(tǒng)下絕對主要的動力轉換裝置。幾乎所有設備運行的動力來源都是電機，除了電機直接驅動做功，氣動系統(tǒng)的氣壓與液壓系統(tǒng)的液壓，最初來源都是電機對氣泵或油泵的做功而產生的。1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理同步電動機交流電動機三相電動機異步電動機電動機單相電動機他勵、并勵電動機直流電動機串勵、復勵電動機1三相異步電機結構及原理在工業(yè)環(huán)境下常用的電機為交流電機，其中同步電機與異步電機最大的區(qū)別在于他們的轉子速度與定子速度（旋轉磁場速度）是否一致，同步同速，異步差速。兩種電機的定子繞組是一樣的，區(qū)別在于轉子結構。異步電機的轉子是短路封閉的繞組，靠電磁1三相異步電機結構及原理感應產生電流，繼而產生與定子排斥的電磁場，驅動轉子旋轉。同步電機的轉子有直流繞組，通過滑環(huán)引入外加電流產生磁場。同步電機做工復雜，造價高，維修相對困難，多用于功率較大，不需要調速，長期工作的機械，如大型發(fā)電場合或大型焦煤化工裝置。1三相異步電機結構及原理在普通設備環(huán)境下，交流電機中的三相異步電機使用最為廣泛。三相異步電機結構相對簡單，造價低，安裝使用方便。下面簡單介紹一下電機的結構：1三相異步電機結構及原理定子機座：鑄鋼或鑄鋁接線盒：外接電源鐵心：由內周有槽的硅鋼片疊成。A

X定子三相繞組：B----YC

Z硅鋼片單片1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理定子接線盒U1

V1

W1W2U2V2U1

V1

W1U22V

W2U1V1W1W2U2

V

2星形(Y)聯結三角形(△)聯結U1W2V1

W1U2

V

21三相異步電機結構及原理16Y接法：接法：A

B

CZ

X

YA

B

CZ

X

YABCZ

XYAZY

BXC380/220

Y/是指：線電壓為380V時采用Y接法；當線電壓為220V時采用接法。一般電機容量<3KW，用Y聯結；>4KW，用聯結。1三相異步電機結構及原理轉子鐵心轉子繞組轉軸風扇轉子鐵心的硅鋼片轉子繞線型籠

型1三相異步電機結構及原理鼠籠式結構簡單，成本低，運行可靠，維護工作量小，但是啟動力矩較小。反之，繞線式結構復雜，成本增加，運行可靠性降低，維護費用增加，但是啟動力矩較大。75KW以下的電動機絕大部份是鼠籠式電動機，大型電動機轉子一般采用繞線式1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理1三相異步電機結構及原理極對數每個電流周期同步轉速實際轉速磁場轉過的角度F=50HzP=1360°30002800P=2180°15001400P=3120°1000950P=490°750690以上為三相異步電機的簡要介紹。在常規(guī)設備中，一般不需要這么高的轉速，需要搭配減速機使用。電機+減速機=減速電機。減速機的作用：1.減速的同時提高轉矩減速的同時降低負載慣量提高旋轉穩(wěn)定性2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型在機械設計工作中，更重要的是對減速電機的選型。市場上電機的品牌有很多，對應的產品特性、尺寸規(guī)格、型號代碼等不盡相同，但總體上大同小異。掌握一到三種主流品牌的電機選型，對于普通的設備設計工作已夠用。2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型減速機電機2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型功率輸出轉速輸出轉矩減速比徑向載荷使用系數減速機型號電機型號重量2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型2三相異步減速電機選型3單相異步交流電機簡介單相異步交流電機：采用單相交流電源供電的電機。容量一般在750W以下，與同容量的三相電機相比，體積較大，運行性能較差，但是結構簡單、成本低、運行可靠、維修方便，通常應用在小容量的場合，如家用電器、電動工具、醫(yī)療器械及輕工設備中。3單相異步交流電機簡介洗衣機油煙機3單相異步交流電機簡介結構與三相感應電動機相似，包括定子和轉子兩大部分。單相感應電動機正常工作時，一般只需要單相繞組即可，但單相繞組通以單相交流電時產生的磁場是脈動磁場，單相運行的電動機沒有起動轉矩，需要依靠起動繞組啟動。3單相異步交流電機簡介3單相異步交流電機簡介3單相異步交流電機簡介4伺服電機交流伺服電動機控制精度高，低速運行平穩(wěn)，扭矩脈沖小，高速時振動及噪聲小。用于閉環(huán)或半閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)如數控機床、機器人等。控制用電動機直流伺服電動機直流伺服電機特點與交流相同，但調速與控制精度更高，一般場合應盡可能選用交流伺服電機。步進電機一般用于精度、速度要求不太高，成本較低的開環(huán)控制系統(tǒng)中，如雕刻機、閥門控制等伺服電機也稱為執(zhí)行電機，在控制系統(tǒng)中用作執(zhí)行元件，將輸入的電壓控制信號轉換為軸上輸出的角位移和角速度，以驅動控制對象。最大的特點：有控制電壓時轉子立即旋轉，無控制電壓時轉子立即停轉。方向和轉速是由控制電壓的方向和大小決定的。4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機電機電源輸入輸出接線端子數碼顯示窗口參數設置鍵計算機RS232口I/O信號接口編碼器信號接口主要功能：根據給定信號，輸出與此成正比的控制電壓UC；接收編碼器的速度和位置信號；I/O信號接口；4伺服電機按照工作原理編碼器可分為增量式編碼器編碼器是將信號或數據進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。編碼器可以把角位移（碼盤）或直線位移（碼尺）轉換成電信號將位移轉換成周期性的電信號，再絕對式編碼器把這個電信號轉變成計數脈沖，用脈沖的個數表示位移的大小每一個位置對應一個確定的數字碼，其示值只與測量的起始和終止位置有關，與測量的中間過程無關安裝在電機后端，其轉盤與電機同軸。4伺服電機與三相減速電機類似，除了了解伺服電機的基本常識外，更重要的是對伺服電機的選型。伺服電機主流品牌有：西門子、施耐德、松下，安川，三菱，富士，臺達等等。我們以性價比較高的臺達為例4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機4伺服電機5步進電機步進電機與伺服電機類似，同屬于精確控制電機的一種。是用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的控制電機。脈沖個數脈沖頻率旋轉角度速度與加速度5步進電機步距角和轉速不受電壓波動和負載變化的影響，僅與脈沖數量及頻率有關。它每轉一周都有固定的步數，在不丟步的情況下運行，其步距誤差不會長期積累，從而使它適合于在數字控制的開環(huán)系統(tǒng)中作為驅動電動機。5步進電機開環(huán)控制閉環(huán)控制5步進電機步進電機按構造分，可分為永磁式、反應式、混合式三種。其中混合式步進電機綜合了前兩者的優(yōu)點，力矩大，動態(tài)性能好，步距角小?；旌鲜接址謨上?、三相和五相。最常用的是兩相混合式，市場份額97%以上。5步進電機兩相混合式步進電機的基本步距角為1.8°/步，配上半步