电动马达
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什么是电动马达
电动机是将电能转换为机械能的电机。大多数电动机通过电动机的磁场和绕组中的电流之间的相互作用来运行,以产生施加在电动机轴上的扭矩形式的力。发电机在机械上与电动机相同,但以反向的功率流动,将机械能转化为电能。
电动机可以由直流(DC)电源供电,例如来自电池或整流器,或者由交流(AC)电源供电,例如电网、逆变器或发电机。
电动机可以根据电源类型、结构、应用和运动输出类型等因素进行分类。它们可以由交流或直流供电,有刷或无刷,单相,两相或三相,轴向或径向通量,并且可以是风冷或液冷。
标准化电机为工业应用提供方便的机械动力。xxx的用于船舶推进、管道压缩和抽水蓄能应用,输出功率超过100兆瓦。
应用包括工业风扇、鼓风机和泵、机床、家用电器、电动工具、车辆和磁盘驱动器。小型电机可以在电子手表中找到。在某些应用中,例如在牵引电动机的再生制动中,电动机可以反向用作发电机,以回收可能以热和摩擦形式损失的能量。
电动机产生线性或旋转力(扭矩),旨在推动某些外部机构,例如风扇或电梯。电动机通常设计用于连续旋转,或与其尺寸相比在相当长的距离上进行线性运动。电磁螺线管也是将电能转换为机械运动的传感器,但只能在有限的距离内产生运动。
电动机比工业和运输中使用的其他原动机内燃机(ICE)效率更高;电动机的效率通常超过95%,而内燃机的效率远低于50%。它们更轻、体积更小、机械更简单、制造成本更低、更耐用、可以在任何速度下提供即时和一致的扭矩、可以使用可再生能源产生的电力运行,并且不会向大气排放碳。由于这些原因,在大多数应用中,电动机正在取代内燃机。
电动马达的历史
电动马达组件
电动机的两个机械部件是运动的转子和不运动的定子。它还包括两个电气部件,一组磁铁和一个电枢,其中一个连接到转子,另一个连接到定子,共同形成磁路:
电机供应和控制
类型
电动机以三种物理原理之一运行:磁学、静电学和压电性。
在磁电机中,磁场在转子和定子中都形成。这两个场之间的乘积会产生一个力,从而在电机轴上产生一个扭矩。这些场中的一个或两个必须随着转子的旋转而改变。这是通过在正确的时间打开和关闭灯杆或改变灯杆的强度来完成的。
主要类型是直流电机和交流电机,后者取代了前者。
交流电动机是异步的或同步的。
一旦启动,同步电机需要在所有正常转矩条件下与移动磁场的速度同步。
在同步电机中,必须通过感应以外的方式提供磁场,例如来自他励绕组或永磁体。
小马力电机的额定功率低于约1马力(0.746kW),或者采用小于标准1HP电机的标准框架尺寸制造。许多家用和工业电机都属于小马力级别。
自换向电机
外换向交流电机
交流感应电机和同步电机针对单相或多相正弦或准正弦波形电源进行了优化,例如由交流电网提供给定速应用或来自变频驱动(VFD)控制器的变速应用.
特殊磁电机
主要类别比较
电磁
性能参数
声学噪音和振动
声学噪声和振动通常分为三个来源:
后一种来源,可造成电动机的呜呜声,称为电磁感应声学噪声。
标准
以下是涵盖电动机的主要设计、制造和测试标准:
非磁性马达
静电马达是基于电荷的吸引和排斥。通常,静电电机是传统基于线圈的电机的双重功能。它们通常需要高压电源,尽管小型电机使用较低的电压。传统的电动机改为采用磁吸引和排斥,并且需要低电压下的高电流。在1750年代,本杰明富兰克林和安德鲁戈登开发了xxx台静电马达。静电马达经常用于微机电系统(MEMS),其驱动电压低于100伏特,并且移动的带电板比线圈和铁芯更容易制造。运行活细胞的分子机器通常基于线性和旋转静电马达。
压电马达或压电马达是一种基于施加电场时压电材料形状变化的电动马达。压电马达利用逆压电效应,由此材料产生声学或超声波振动以产生线性或旋转运动。在一种机制中,单个平面中的伸长用于进行一系列拉伸和位置保持,类似于毛毛虫的移动方式。
电动航天器推进系统使用电动机技术在外太空推进航天器。大多数系统是基于将推进剂电加速到高速,而一些系统是基于电动系绳向磁层推进的原理。