第七章特種電動機電子課件電動機結構與維修(3版)中職（高教版）第七章特種電動機

指具有某種特殊功能和作用的電動機，主要用來完成信號的轉換和傳遞

。1.概念2.特點：普通電動機一般是作為動力源，把電能轉換成機械能。特種電動機的基本原理和普通電動機是相同的，都是根據(jù)電磁感應原理進行能量轉換。但是二者在結構、性能和用途等方面卻有很大差別

。3.應用：除了在某些特殊場合作動力使用外，大多數(shù)是在自動控制系統(tǒng)和計算機裝置中做檢測、放大、執(zhí)行和校正等元件使用。第七章特種電動機

第一節(jié)電磁調速異步電動機第二節(jié)步進電動機第三節(jié)永磁電動機第四節(jié)伺服電動機第五節(jié)直線電動機第一節(jié)

電磁調速異步電動機

目前國產(chǎn)的電磁調速異步電動機的結構有兩種，一種是組合式結構（國產(chǎn)型號JZTZ）；另一種則為整體式結構（國產(chǎn)型號JZTT），即將異步電動機和電磁轉差離合器組裝在一個殼內成為一個整體。

第一節(jié)

電磁調速異步電動機一、電磁調速異步電動機的結構1．主動部分

轉差離合器的主動部分是電樞（外轉子），它與異步電動機的轉軸硬連接并一起旋轉。電樞用鐵磁性材料做成，形狀是圓筒形，有實心鋼體和鋁合金杯形等結構。驅動動力多是籠型異步電動機。轉差離合器的結構示意圖第一節(jié)

電磁調速異步電動機一、電磁調速異步電動機的結構2．從動部分

轉差離合器的從動部分由勵磁繞組、磁極、滑環(huán)和輸出軸等組成。磁極（內轉子）結構有凸極式、爪式、感應式三種形式，爪式結構較多。二、電磁調速電動機的工作過程

電樞由異步電動機帶動旋轉，如果沒有給勵磁繞組供電，從動部分不會旋轉。如果通過電刷和滑環(huán)向磁極上的勵磁繞組通入直流電流，磁極上即產(chǎn)生磁通；經(jīng)過爪極--氣隙--電樞--氣隙--爪極而閉合。在原動機起動后，離合器的電樞就會隨電動機在磁場中以轉速n旋轉，于是電樞與磁極便有相對運動。第一節(jié)電磁調速異步電動機三、電磁調速電動機的特點第一節(jié)電磁調速異步電動機電磁調速電動機的機械特性曲線很軟，在一定的勵磁電流下，負載稍有波動轉速變化很大，為了達到平滑穩(wěn)定調速的目的，需要裝置測速發(fā)電機，使調速系統(tǒng)具有速度負反饋環(huán)節(jié)，來提高電動機的運行性能。（轉差離合器是依靠渦流工作的，而渦流使電樞發(fā)熱，所以電磁調速異步電動機效率較低，特別是低速運行時，電樞的渦流發(fā)熱更加大，因此電磁調速異步電動機不能長時間低速運行。若要改變輸出軸的轉動方向，必須改變異步電動機的轉動方向。四、電磁調速電動機的應用第一節(jié)電磁調速異步電動機1）電磁調速電動機的調速范圍可達1∶10

（120～1200r/min），功率為0.6～100KW。2）這種電動機調速范圍廣，速度調節(jié)平滑，起動轉矩大，結構簡單，適用于紡織、化工、食品等工業(yè)。3）缺點是機械特性軟，穩(wěn)定性差，在低速時離合器的效率和輸出功率比較低。

步進電動機是一種將電脈沖信號變換成角位移或直線位移的同步電動機。每輸入一個電脈沖，電動機就轉動一個角度或前進一步，所以稱步進電動機，又稱脈沖電機。它的種類很多，但基本上為反應式（國產(chǎn)為BF系列）和永磁式（國產(chǎn)為BYF系列）兩種。第二節(jié)步進電動機反應式步進電動機的定子相數(shù)一般為2~6相，定子極數(shù)為相數(shù)的2倍。第二節(jié)步進電動機一、步進電動機的結構反應式步進電動機三相單三拍運行原理圖第二節(jié)步進電動機二、步進電動機的工作過程反應式步進電動機三相單三拍運行原理圖“單”是指每次只有一相繞組通電，“三相”是指一個循環(huán)只換接三次。（1）三相單三拍第二節(jié)步進電動機（2）三相雙三拍（3）三相六拍(a)(b)(c)反應式步進電動機三相六拍運行原理圖第二節(jié)步進電動機三、步進電動機的應用

步進電動機具有結構簡單，維護方便，工作可靠，調速范圍大，起動、制動、反轉、靈敏等特點，其步距角不受電壓波動、負載變化的影響，在不丟步的情況下，其角位移（或直線位移）誤差不會長期積累，故而精確度高，且其轉速只決定于電源頻率，因此廣泛應用于數(shù)控機床、自動記錄儀、數(shù)一模交換和計算機外部設備的自動控制系統(tǒng)中

步進電動機系統(tǒng)原理圖

永磁電動機是在永磁磁場中，通過電磁原理實現(xiàn)機電能量或機電信號的轉換。自鐵氧體永磁材料在電動機上大量應用以后，永磁電動機有了很大發(fā)展。特別是在20世紀80年代出現(xiàn)了釹鐵硼稀土永磁材料后，永磁電機的性能大大提高。目前，永磁電機的輸出功率可以做小至毫瓦級，大至1000kW以上，已成為電動機中的新興一族。第三節(jié)永磁電動機第三節(jié)永磁電動機一、永磁直流電動機（1）永磁直流電動機的結構永磁直流電動機結構1-端蓋2-換向器3-電刷4-磁鋼5-電樞6-機殼永磁直流電動機的解體結構1-端蓋2-換向器3-電刷4-電刷架5-磁鋼6-電樞7-機殼7-軸承第三節(jié)永磁電動機（2）永磁直流電動機的性能

典型永磁體結構原理圖(a)環(huán)形鋁鎳鉆磁鋼(b)帶磁極弧鋁鎳鉆磁鋼(c)瓦形鐵氧體磁鋼(d)環(huán)形鐵氧體磁鋼(e)多極薄片形稀土磁鋼結構1-磁鋼2-電樞3-磁極4-機殼第三節(jié)永磁電動機二、永磁無刷直流電動機

永磁無刷直流電動機由電動機本體、傳感器和電子換向控制線路三部分組成。沒有電刷換向器，又稱為電子電動機。第三節(jié)永磁電動機三、永磁交流同步電動機

永磁同步電動機可分為異步起動同步電動機，磁滯起動永磁同步電動機、爪極永磁同步電動機等多種。

永磁同步電動機轉子結構形式

交流永磁同步電動機具有優(yōu)良的電氣性能和調頻，調速特性，使其廣泛應用在紡織、印染、針織或化纖機械中。較大容量電機采用磁性能更為優(yōu)越的釹鐵硼永磁材料；小容量電機中仍保持采用價值相對低廉的鐵氧體磁鋼，使永磁電機在價格上與異步電機保持較小的距。

第三節(jié)永磁電動機

伺服電動機又稱執(zhí)行電動機，具有服從控制信號的要求而動作的功能，即在控制信號到來之前，轉子靜止不動；控制信號到來后，轉子立即轉動；當控制信號消失了，轉子能即時自行停轉。正是由于這種“伺服”的性能而得名。伺服電動機常作為自動控制系統(tǒng)中的執(zhí)行元件使用，按其使用的電源性質，可分為交流和直流兩大類。第四節(jié)伺服電動機

一、交流伺服電動機

定子圓周上裝有兩個互差90°電角度的繞組，一個叫勵磁繞組f，與交流電源相連；另一個叫控制繞組c，接輸入信號電壓。因此交流伺服電動機又稱兩相伺服電動機。

第四節(jié)伺服電動機1．組成結構交流伺服電動機的工作過程和電容運轉單相異步電動機相似。在沒有控制信號時，定子內只須勵磁繞阻產(chǎn)生的脈動磁場，轉子上沒有電磁轉矩作用面靜止不動。當有控制電壓時定子就在氣隙中產(chǎn)生一個旋轉磁場，并產(chǎn)生電磁場轉矩使轉子沿旋轉磁場的方向旋轉第四節(jié)伺服電動機2．工作過程

二、直流伺服電動機

直流伺服電動機實質上就是一臺他勵式直流電動機。其結構、原理與一般直流電動機基本相同。但直流伺服電動機有其本身的特點：與普通直流電動機相比，直流伺服電動機氣隙比較小，磁路不飽和，磁通和礪磁電壓成正比；電樞電阻較大，機械特性為軟特性；電樞比較細長，轉動慣量??；換向性能較好，不需換向極。第四節(jié)伺服電動機近年來發(fā)展的直流伺服電動機第四節(jié)伺服電動機無槽電樞直流伺服電動機結構簡圖空心杯電樞永磁式直流伺服電動機結構簡圖印刷繞組直流伺服電動機1-換向器2-電刷3-空心杯電樞4-外定子5-內定子第五節(jié)

直線電動機直線電動機就是能夠作直線運動的電動機。直線電動機是在與普通旋轉電動機相同的電磁理論基礎上，結合直線運動的特點發(fā)展起來的，也可以看成由旋轉電動機演變而來的。在要求直線運動的生產(chǎn)過程中，直線電動機的使用，可以省掉大量的中間傳動機構，使整個系統(tǒng)得到簡化，并能加快系統(tǒng)的響應速度，提高系統(tǒng)的精度。第五節(jié)

直線電動機一、直線異步電動機的結構直線異步電動機主要有平板形和管形兩種結構形式。平板形直線電動機可以看作是由普通的旋轉異步電動機直接演變而來的。（a）旋轉電動機（b）直線電動機平板形直線電動機的形成第五節(jié)

直線電動機

為了使“滑子”作直線運動后，初級和滑子之間的相互作用仍能基本保持不變，在實際使用中，必須把初級和滑子做成長度不等的結構。根據(jù)初級和滑子之間相對長度，平板形電機又可分為“短初級”和“短滑子”兩類。直線電動機直線電機的短初級和短次級結構第五節(jié)

直線電動機左圖所示直線電機僅在滑子的一邊具有初級，這種型式稱為單邊型。如果在滑子兩側的對稱位置上都裝上初級，就形成右圖所示雙邊型結構的直線電機。單邊型雙邊型直線電動機第五節(jié)

直線電動機

左圖所示的平板形直線電機的初級和次級沿箭頭方向卷曲，就形成了管形直線異步電動機（a）平板形