《电机及变压器应用》主编赵承荻、叶军峰主审周玲高等教育出版社.ppt

二、基本结构 交直流两用电动机结构基本上和直流电动机一样，有不同的电枢结构和励磁方式。实际上，往往采用有槽铁心的电枢结构，导体放在电枢槽中所受的电磁力较小，容易满足高速运行时对绝缘材料的机械强度要求。励磁方式虽可做成串励和并励两种，但并励式电动机的转矩要比串励式低得多。 因此，通常制成串励、有槽电枢的交直流两用电动机，其结构如图所示。交直流两用电动机的定子上装有嵌放串励绕组的主磁极，转子与直流电动机的有槽电枢一样，磁路均由叠片铁心组成。 电枢铁心一般都采用斜槽形式。定、转子之间的气隙比直流电动机的大，并且不均匀，其中最尖处最大气隙是主气隙的3～4倍。其他零部件如电刷刷握、端盖等都和普通直流电动机相似。 交直流两用电动机具有不同的结构形式，有时也做成分装式，分装式和力矩式电动机结构相似。对于大容量、高速或满足特殊要求的交直流两用电动机，还需采用换向极以改善换向性能、抑制火花及减少无线电干扰。 三、工作原理 交直流两用电动机的工作原理与直流串励电动机相同，因而可先从直流串励电动机着手进行分析。图(b)表示其正方向通电时的工作原理图。 根据左手定则，可确定转子的转矩方向是逆时针方向；同理，在图(c)中反方向通电后电动机的转矩方向仍为逆时针。因此，对于交直流两用电动机，由于其主磁通和电枢电流的方向同时随电源的极性改变，因此能使平均转矩保持逆时针方向不变。 四、特点及应用 交直流两用电动机因具有较小的起动电流和较大的起动转矩，常常用在起动比较困难的地方，或者在需要大的起动转矩而瞬时断续运行的机构上作传动用，如用于操纵控制开关等。这样，可以提供大的起动转矩和选用比其他类型电动机小得多的外形尺寸。 此外，交直流两用电动机的调速范围广，并能获得高速。一般异步电动机的转速取决于电动机极数和供电频率，50 Hz供电的一对磁极电动机最高转速低于3 000 r/min。当然，变频电机可以提高转速，但要提供专用电源。交直流两用电动机在设计上可以用减少电枢导体数的方法提速，如电动工具用交直流两用电动机转速达9 900～14500 r/min，医疗器械用高速离心机的最高转速可达20000r／min。 因此，在需要高转速的地方可以选用这种电动机，如牙科用钻头就是用交直流两用电动机带动的。众所周知，电动机的额定功率正比于它的转速，电动机的效率正比于功率，电动机转速高，额定功率就高，效率亦高。在需要体积小、质量轻、转速高的地方也可以选用，如手电钻等。 交直流两用电动机的机械特性较软，在转矩增加时，转速迅速降低，致使输出功率增加有限，不容易因为负载加大而过载，适用于恒功率控制场合或者负载转矩经常大幅度变化的场所。如在磁带记录器的磁带恒张力结构及电动自行车传动机构中，这种电动机可以取代永磁式直流电动机。 当负载很小时，交直流两用电动机转速会很高，所以它不能全压、空载运行。一般情况下当全压工作时，最低负载不应小于额定值的25％~30％。 交直流两用电动机常见的有两种使用方法: 一种是适用于恒定负载，如电吹风、电动工具，这种场合下使用比较简单，电动机可直接与电源相连，也有经过整流器后相连的。 还有一种是负载及速度发生变化，此时用起来就较复杂，需要采用变速方法。 和直流电动机一样，交直流两用电动机主要有三种调节速度的方法： 改变电枢回路的电阻调速； 改变定子主磁通调速； 改变电源电压调速。 * * 课题四 直线电动机 一、概述 蒸汽机的往复运动唤起了人们对直线电动机的设想。但是在20世纪中期以前，做圆周运动的电动机要经过许多传动机构才能应用于那些做简单直线运动的机械中，例如牛头刨床上的电动机要经过一套体积大、重量重、传动精度低的机构将旋转运动变为床身的直线运动。 做直线运动的电动门也要由旋转电动机通过蜗轮、蜗杆等传动装置来实现。自20世纪50年代开始，随着交通运输业及机械行业的发展，国内外都开始积极研究和发展直线电动机。 直线电动机即是将电能变成直线运动的机械能输出装置。它也可分为直线异步电动机、直线同步电动机和其他直线电动机(如直线步进电动机等)，其中应用最广泛的是直线异步电动机，因为它的次级(对应于旋转异步电动机的转子)可以由整块金属材料组成，因而适宜做得较长，且成本较低。 如图所示为利用直线异步电动机拖动的ZYDM系列直线