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电动机的类型和用途

【摘要】:传动控制系统的控制对象是电动机,电动机根据其原理分为直流电动机、交流感应电动机和同步电动机等,根据其用途分为用于调速系统的传动电动机和用于伺服系统的伺服电动机。交流电动机,尤其是笼型感应电动机,结构简单、制造容易、无需机械换向器,因此它允许的转速和容量都高于直流电动机。电励磁同步电动机还有一个特点,就是可以通过控制励磁来调节它的功率因数,使功率因数达到1.0,甚至产生超前的功率因数角。

传动控制系统的控制对象是电动机,电动机根据其原理分为直流电动机、交流感应电动机(又称异步电动机)和同步电动机等,根据其用途分为用于调速系统的传动电动机和用于伺服系统的伺服电动机。

各种电动机有不同特点与性能,直流电动机结构复杂、制造成本高,换向装置限制了它的转速和容量。但是它的数学模型简单、转矩容易控制,其换向器与电刷的位置保证了电枢电流与励磁电流解耦。晶闸管整流器的应用,使得直流传动技术得到飞速发展,而且在直流传动控制系统中,对调节器也有一套成熟的工程设计方法。

交流电动机,尤其是笼型感应电动机,结构简单、制造容易、无需机械换向器,因此它允许的转速和容量都高于直流电动机。但是它的动态数学模型具有非线性、多变量、强耦合的性质,比直流电动机复杂得多。早期的交流调速系统控制方法是基于交流电动机稳态数学模型的,其动态性能无法与直流调速系统相比。20世纪70年代以后,基于交流电动机动态数学模型的矢量控制和直接转矩控制先后问世,使得交流调速系统性能真正与直流调速系统媲美。同步电动机的转速等于同步转速,因此其机械特性硬,但是恒频电源供电时调速比较困难,变频器的诞生不仅解决了同步电动机的调速问题,而且解决了其启动困难和失步问题,有效地提高了同步电动机在传动控制中的作用。电励磁同步电动机还有一个特点,就是可以通过控制励磁来调节它的功率因数,使功率因数达到1.0,甚至产生超前的功率因数角。而永磁式同步电动机和直流无刷同步电动机的问世,使得同步电动机在传动控制系统中的应用得到飞速发展。