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“交流電機”:是用于實現(xiàn)機械能和交流電能相互轉(zhuǎn)換的機械。由于交流電力系統(tǒng)的巨大發(fā)展,交流電機已成為常用的電機。交流電機與直流電機相比,由于沒有換向器(見直流電機的換向),因此結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,比較牢固,容易做成高轉(zhuǎn)速、高電壓、大電流、大容量的電機。交流電機功率的覆蓋范圍很大,從幾瓦到幾十萬千瓦、甚*百萬千瓦。20世紀80年代初,大的汽輪發(fā)電機已達150萬千瓦。交流電機是由美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉發(fā)明的。
交流電機是由美籍塞爾維亞裔科學家尼古拉·特斯拉發(fā)明的。
根據(jù)《中國交流電機制造行業(yè)市場需求預測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告前瞻》統(tǒng)計,交流電機的分類可以根據(jù)以下兩種方式:
交流電機按其功能通常分為交流發(fā)電機、交流電動機和同步調(diào)相機幾大類。由于電機工作狀態(tài)的可逆性,同一臺電機既可作發(fā)電機又可作電動機。
把電機分為發(fā)電機與電動機并不很確切,只是有些電機主要作發(fā)電機運行,有些電機主要作電動機運行。
交流電機按品種分有同步電機、異步電機兩大類。同步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ns與旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同,稱為同步轉(zhuǎn)速。ns與所接交流電的頻率(f)、電機的磁極對數(shù)(P)之間有嚴格的關(guān)系。
ns=60f/P
在中國,電源頻率為50赫,所以三相交流電機中一對極電機的同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,三相交流電機中兩對極電機的同步轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分,余類推。異步電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速總是低于或高于其旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速,異步之名由此而來。異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速之差(稱為轉(zhuǎn)差)通常在10%以內(nèi)。
交流電機是一個非常廣義分類,電機本身的種類就是非常大的,交流電機本身也可以分低速跟高速,低速的可以叫低速電機、交流低速電機,高速的可以叫高速電機,高速電動機,交流高速電機,而高速電機又可以被稱為電主軸,高速電主軸等等。
什么是電主軸
電主軸是近幾年在數(shù)控機床領(lǐng)域出現(xiàn)的將機床主軸與主軸電機融為一體的新技術(shù),它與直線電機技術(shù)、高速刀具技術(shù)一起,將會把高速加工推向一個新時代。電主軸是一套組件,它包括電主軸本身及其附件:電主軸、高頻變頻裝置、油霧潤滑器、冷卻裝置、內(nèi)置編碼器、換刀裝置。
電主軸所融合的技術(shù):
高速軸承技術(shù):電主軸通常采用復合陶瓷軸承,耐磨耐熱,壽命是傳統(tǒng)軸承的幾倍;有時也采用電磁懸浮軸承或靜承,內(nèi)外圈不接觸,理論上壽命無限;
高速電機技術(shù):電主軸是電動機與主軸融合在一起的產(chǎn)物,電動機的轉(zhuǎn)子即為主軸的旋轉(zhuǎn)部分,理論上可以把電主軸看作一臺高速電動機。關(guān)鍵技術(shù)是高速度下的動平衡;
潤滑:電主軸的潤滑一般采用定時定量油氣潤滑;也可以采用脂潤滑,但相應(yīng)的速度要打折扣。所謂定時,就是每隔一定的時間間隔注一次油。所謂定量,就是通過一個叫定量閥的器件,地控制每次潤滑油的油量。而油氣潤滑,指的是潤滑油在壓縮空氣的攜帶下,被吹入陶瓷軸承。油量控制很重要,太少,起不到潤滑作用;太多,在軸承高速旋轉(zhuǎn)時會因油的阻力而發(fā)熱。冷卻裝置:為了盡快給高速運行的電主軸散熱,通常對電主軸的外壁通以循環(huán)冷卻劑,冷卻裝置的作用是保持冷卻劑的溫度。
內(nèi)置脈沖編碼器:為了實現(xiàn)自動換刀以及剛性攻螺紋,電主軸內(nèi)置一脈沖編碼器,以實現(xiàn)準確的相角控制以及與進給的配合。
自動換刀裝置:為了應(yīng)用于加工中心,電主軸配備了自動換刀裝置,包括碟形簧、拉刀油缸等;
高速刀具的裝卡方式:廣為熟悉的BT、ISO刀具,已被實踐證明不適合于高速加工。這種情況下出現(xiàn)了HSK、SKI等高速刀具。
高頻變頻裝置:要實現(xiàn)電主軸每分鐘幾萬甚至十幾萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速,必須用一高頻變頻裝置來驅(qū)動電主軸的內(nèi)置高速電動機,變頻器的輸出頻率必須達到上千或幾千赫茲。
S=(n0-n)/n0 (n0為同步轉(zhuǎn)速即旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速,n為空載轉(zhuǎn)速即轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速)由此可知,交流電機(不管是同步還是異步)的轉(zhuǎn)速都受電源頻率的制約。因此,交流電機的調(diào)速比較困難,好的辦法是改變電源的頻率,而以往要改變電源頻率是比較復雜的。所以70年代以前,在要求調(diào)速的場合,多用直流電機。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,交流電動機的變頻調(diào)速技術(shù)已開始得到實用。
交流電機一般采用三相制,因為三相交流電機與單相電機相比,無論在性能指標,原材料利用和價格等方面均有明顯的*性。同樣功率的三相電機比單相電機體積小,重量輕,價格低。三相電動機有自起動能力。單相電機沒有起動轉(zhuǎn)矩,為解決起動問題,需采取一些特殊的措施。單相電機的轉(zhuǎn)矩是脈動的,噪聲也比較大,但所需的電源比較簡單,特別是在家庭中使用十分方便。因此小型家用電機和儀用電機多采用單相電機。
變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機工作電源的頻率和幅度的方式來控制交流電機的電力傳動元件。
交流電動機調(diào)速變頻器的特點:
■低頻轉(zhuǎn)矩輸出180% ,低頻運行特性良好
■輸出頻率大600Hz,可控制高速電機
■的偵測保護功能(過壓、欠壓、過載)瞬間停電再起動
■加速、減速、動轉(zhuǎn)中失速防止等保護功能
■電機動態(tài)參數(shù)自動識別功能,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性
■高速停機時響應(yīng)快
■豐富靈活的輸入、輸出接口和控制方式,通用性強
■采用SMT全貼裝生產(chǎn)及三防漆處理工藝,產(chǎn)品穩(wěn)定度高
■全系列采用新西門子IGBT功率器件,確保品質(zhì)的高質(zhì)量
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