一、電機的分類術語

1.罩極電機
又叫罩極式電機，是單相交流電機中的一種，通常采用籠型斜槽鑄鋁轉子。根據定子外形結構的不同，又分為凸極式罩極電機和隱極式罩極電機。
2.串激電機
通過電磁鐵產生勵磁束的電磁鐵勵磁束型直流電機，勵磁繞組和電樞繞組串聯。
其特點是轉速會隨著負載變化而劇烈變化，啟動時或低速時會發生較大的扭矩，負載下降時，轉速增大。
這種特性一般稱為串激特性，以前主要將這種特性用于電車及升降電梯等特定用途，現在已被利用變頻器對感應電機及同步電機進行可變速控制的方法所取代。
這種電機也可使用交流，但作為直流電機進行設計的電機，如果使用交流，則鐵損等損耗會增加，因此，會異常發熱。
3.步進電機
3.1特點：
-切換線圈電流后，只按規定的角度動作
-不需要反饋信號
-定位誤差不累加
-與數字控制系統的融合性強，容易制作控制電路
步進電機可通過數字信號進行簡單控制，除工業用途、計算機周邊設備外，還用于傳真機、復印機等辦公設備。
3.2步進電機分類
A.HB混合型步進電機
是同時兼有VR型和PM型優點的步進電機。HB是混合的簡稱。
B.PM型步進電機
所謂PM(permanent magnet)型，是指使用永久磁鐵的步進電機。
4.伺服電機
伺服電機（servo motor ）是指在伺服系統中控制機械元件運轉的發動機，是一種補助電機間接變速裝置，分為直流和交流伺服電機兩大類。
伺服電機可使控制速度、位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象。伺服電機轉子轉速受輸入信號控制，并能快速反應，在自動控制系統中，用作執行元件，且具有機電時間常數小、線性度高、始動電壓等特性，可把所收到的電信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出。
5.AC伺服電機
使用交流電源工作的電機稱為AC電機，AC伺服電機分為感應電機和無刷直流電機。無刷直流電機稱為AC電機主要是因為在旋轉中的無刷直流電機的線圈中會施加有電壓變化的交變電壓。
6.PM電機
使用永久磁鐵的電機，分為帶刷直流電機及無刷直流電機。
7.無刷直流電機
無刷(shua)直流電(dian)機(ji)通(tong)過去(qu)除電(dian)刷(shua)的方式，克服了帶刷(shua)直流電(dian)機(ji)電(dian)刷(shua)磨損、產(chan)生電(dian)氣(qi)干擾等(deng)缺點。具有免維護、小型化、電(dian)機(ji)效率高(gao)、散熱性能好(hao)等(deng)特(te)點，也稱為無整流子電(dian)機(ji)、無刷(shua)電(dian)機(ji)。

二、電機的特性術語

1.保持扭矩
步進電機在通電狀態下停止時，即使施加外力，由于轉子和定子之間存在吸引力，仍能保持停止位置。這種能夠抵抗外力的扭矩稱為保持扭矩。
2.止動扭矩
PM型及HB型的步進電機未通電時，在轉子磁鐵的吸引力作用下，也有一定程度的保持扭矩。這稱為止動扭矩。
3.脈沖頻率
步進電機的速度一般使用每秒脈沖數（步距數）［pps］表示。也稱為脈沖率或步進率。
4.浪涌
是指風扇風量呈周期性處于不穩定狀態的工作區間。噪音也會增加，因此，需選擇不會出現浪涌的風扇
5.極數
所謂極數或極是指將電機沿垂直于軸的方向進行切割后的面上出現的磁極數。
基本上，極數為偶數（2,4,6,8……），繞組方式分為分布式繞組和集中式繞組。集中式繞組適用于無刷電機，根據線圈的接線可以很容易地改變極數。6個線圈定子時，可以進行2極、4極或8極的接線。但已經制作完成的電機不能將極數改成4或8極。9槽轉子中，大多采用12極分布式繞組，適用于感應電機，必須確定極數再進行繞組。
每秒50或60轉高速運行的2極無刷電機出現之前，小型電機多為4極，其接線復雜，很難稱之為分布式繞組或集中式繞組，可通過更改接線來變更感應電機極數，這是一種更改同步速度實現雙速度運行的技術。
6.保護等級
根據電機外殼構造，保護方式分為以下幾種。
-開放型：未進行保護的構造
-保護型：外殼有開口，電機周圍的外部氣體能夠與內部進行流通的構造(IP2X)
-全封閉型：外殼封閉，防止電機周圍的外部氣體進入電機內部的構造(IP4X)
-防滴型：采取了防水保護的構造(IPX2)
-防滴保護型：同時滿足保護型、防滴型兩種條件的構造(IP22)
-全封閉外部風扇型：全封閉型帶風扇。外殼表面進行冷卻的構造
-全封閉自冷型：全封閉型無風扇。自然散熱方式
-全封閉外力通風型：全封閉型無風扇，外部氣體有固定的空氣流動，起到與外部風扇同等功能的冷卻方式
-防爆型：可以在有爆炸性氣體的場所中正常使用的構造。分為安全強化防爆型、耐壓防爆型等
-室內型：在屋內使用的類型
-室外(wai)型：安裝密(mi)封(feng)材料后，在室外(wai)也能(neng)使用(yong)的類型

三、電機的結構術語

1.線圈
電機中，一般將在磁極上纏繞電線后稱為“線圈(coil)”，將各線圈相互連接后形成的是“繞組(winding)”。
2.轉子
旋轉的部分，也稱轉子，轉子可分成10種：
①鼠籠式電機
②突（凸）型鼠籠式電機
③半硬磁鋼電機
④軟鋼電機
⑤凸極型硅鋼板電機
⑥微細齒條型軟鋼電機
⑦永久磁鐵型電機
⑧感應器型電機
⑨繞組型電機
⑩整流子型電機
3.鐵芯
所謂鐵芯，是磁通道，像字面意思那樣，材料為鐵，添加了硅，俗稱硅鋼。此外，通過磁通將2個磁鐵結合起來的鐵通常稱為軛鐵。
在電機中，鐵芯分為定子鐵芯和轉子鐵芯，通過兩者之間的空隙構成磁路。
構成電磁鐵勵磁型直流電機勵磁回路的定子鐵芯的磁極會通過直流進行勵磁，因此，鐵芯不需要采用層積構造，使用軟鋼即可。
另一方面，構成電樞電路的轉子鐵芯在旋轉時磁通會發生變化，因此，使用的是層積鐵芯，小型直流電機的磁極一般會使用永久磁鐵。
由于均通過交流進行勵磁，同步電機的定子、感應電機的定子和轉子的鐵芯最好使用層積鐵芯。
4.軸
指“輸出軸”。
5.軸承
軸承(cheng)可(ke)用于(yu)減(jian)輕(qing)旋轉(zhuan)部分(fen)的磨(mo)耗。

四、電機的評價術語

1.電機效率
電機將電力轉換成動力時的效率，是指以百分率%表述的機械輸出與輸入電力之比
2.N-T特性
表示轉速與扭矩之間關系的電機特性圖，也稱“TN特性”、“NT特性”，與表示扭矩與電機電流之間關系的TI特性圖一起合稱為TI-TN特性圖。
3.TI特性
表示扭矩與電機的電流之間關系的電機特性圖，與表示扭矩與轉速之間關系的TN特性圖一起合稱為TI-TN特性圖。
4.TN特性
表示轉速與扭矩之間關系的電機特性圖，也稱“TN特性”、“NT特性”，與表示扭矩與電機電流之間關系的TI特性圖一起合稱為TI-TN特性圖。
5.P-Q曲線
風(feng)(feng)(feng)扇風(feng)(feng)(feng)量-靜壓(ya)特性圖（P-Q曲線）是使用(yong)曲線表示(shi)作用(yong)在(zai)進風(feng)(feng)(feng)口及出風(feng)(feng)(feng)口上的壓(ya)力的損(sun)耗引起的風(feng)(feng)(feng)量與靜壓(ya)之(zhi)間(jian)的關系(xi)。將壓(ya)力導致的損(sun)耗（靜壓(ya)）為0時(shi)的情況稱(cheng)為最大風(feng)(feng)(feng)量，壓(ya)力損(sun)耗（靜壓(ya)）最大時(shi)稱(cheng)為最大靜壓(ya)。

一、伺服系統的定義：          
伺服(fu)系(xi)統(tong)(tong)定(ding)義：是使物體(ti)的位置(zhi)、方位、狀態等輸出被控量(liang)，能夠(gou)跟隨輸入量(liang)（給定(ding)值）的任(ren)意變化而變化的自(zi)動控制(zhi)系(xi)統(tong)(tong)，伺服(fu)的語源(yuan)來源(yuan)于拉丁語的Servus,意思是忠(zhong)實地執行主(zhu)人的命令。

伺(si)(si)(si)(si)服(fu)系(xi)統一般(ban)包含伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)及伺(si)(si)(si)(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器。伺(si)(si)(si)(si)服(fu)驅(qu)動(dong)器為(wei)伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)提(ti)供(gong)(gong)(gong)運轉(zhuan)所(suo)需的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)和電(dian)(dian)(dian)流(liu)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)在使用時一般(ban)會(hui)連(lian)接所(suo)要(yao)驅(qu)動(dong)的(de)負載裝置(zhi)，為(wei)其提(ti)供(gong)(gong)(gong)驅(qu)動(dong)力。驅(qu)動(dong)器通過調節供(gong)(gong)(gong)給電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)（電(dian)(dian)(dian)流(liu)）可以對電(dian)(dian)(dian)機(ji)的(de)輸(shu)出(chu)轉(zhuan)矩、輸(shu)出(chu)轉(zhuan)速、停止位置(zhi)進行(xing)控制。伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)按照(zhao)結(jie)構不(bu)同，又有DC（有刷）伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，AC伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，直(zhi)驅(qu)伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)，直(zhi)線(xian)伺(si)(si)(si)(si)服(fu)電(dian)(dian)(dian)機(ji)等。

二、伺服系統特點：
1.高精度定位
伺服系統屬于閉環控制系統，伺服驅動器根據編碼器反饋位置調節控制電機的運轉，同時因為有了編碼器，伺服系統相當于有了眼睛一樣，不會出現步進電機的丟步現象，另還可以根據負載的狀態動態調整電機的輸出扭矩，電機的速度，電機的旋轉角度等，達到與指令相一致。通過選用高精度的編碼器可以達到非常高的控制及定位精度。例如現在行業內常用的光學編碼器單圈分辨率為23bit，經過換算單位定位精度為1/8388608，即將電機一圈360度分割成8388608份。
2. 控制方式靈活
大部分伺服系統支持位置控制、速度控制、轉矩控制、位置-速度控制切換、位置-轉矩控制切換、速度-轉矩控制切換共6種控制方式。可以根據設備的需求，靈活的選擇不同的控制方式，以實現不同的控制效果。
3.產品容量覆蓋范圍大
伺服系統容量覆蓋范圍非常廣，市面上常見的伺服系統從幾瓦至幾十千瓦都有相關的產品可供選擇，應用廣泛。
4.高效節能、長壽命
伺服系統由于其特殊的閉環控制方式，可以根據負載的大小動態控制電機的出力，電機發熱小，所以其效率也明顯高于普通電機，一般轉換效率可達90%以上。一直是企業設備節能改造的利器。同時由于伺服電機（AC）屬于無刷電機，電機驅動電流換相在驅動器內使用電子元器件進行，與傳統的有刷電機電刷容易磨損相比，伺服系統免維護，壽命一般可達十年以上，甚至有使用了幾十年尚可正常運轉的實例可尋。

三、應用領域 
伺服(fu)系統應用(yong)非(fei)常的廣泛，涵(han)蓋(gai)機械、冶金、電力、石油化工、船舶(bo)制造、航空(kong)航天、建筑、交通、農(nong)業、科研試驗等領(ling)域。按照設(she)(she)備(bei)行業劃分(fen)也可以分(fen)為機床(chuang)、印刷(shua)設(she)(she)備(bei)、醫療設(she)(she)備(bei)、半導(dao)生產(chan)制造體設(she)(she)備(bei)、3C產(chan)品制造設(she)(she)備(bei)、注塑設(she)(she)備(bei)、食品加(jia)工設(she)(she)備(bei)、安防設(she)(she)備(bei)、包(bao)裝設(she)(she)備(bei)、紡織(zhi)設(she)(she)備(bei)、激光(guang)加(jia)工設(she)(she)備(bei)、機器人、自動化生產(chan)線等。

四、伺服電機基本結構
伺(si)服電機的主要機構由(you)四部分(fen)組成(cheng)，如下(xia)圖(tu)。分(fen)別為轉(zhuan)子，定子，剎(cha)車（保(bao)持制動(dong)器），編碼器。

轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)為(wei)電(dian)機(ji)(ji)(ji)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)部分(fen)，一般由軸、永磁(ci)體（轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)鐵心(xin)）組成(cheng)。定(ding)子(zi)(zi)為(wei)電(dian)機(ji)(ji)(ji)固定(ding)部分(fen)，一般由軸承、電(dian)機(ji)(ji)(ji)外殼、定(ding)子(zi)(zi)鐵心(xin)，繞組等部分(fen)組成(cheng)。剎車（保持制動器(qi)）為(wei)選配件，一般安裝在電(dian)機(ji)(ji)(ji)后(hou)部，用(yong)于電(dian)機(ji)(ji)(ji)斷(duan)電(dian)時保持電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)位置(zhi)，防止由于負(fu)載的(de)重(zhong)力作用(yong)，導致(zhi)負(fu)載拖著電(dian)機(ji)(ji)(ji)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)造成(cheng)不必(bi)要的(de)損傷。編碼器(qi)起到反饋電(dian)機(ji)(ji)(ji)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)位置(zhi)的(de)作用(yong)，作用(yong)相當于于伺服系統(tong)的(de)眼睛。

五、工作原理 

1.系統工作原理
伺服系統由伺服電機及伺服驅動器組成，伺服驅動器接收上位控制器發來的控制指令信號，同時驅動器對編碼器反饋的電機狀態及控制器的指令進行比較，當二者有差異時，驅動器則調整共給電機的電流，控制電機轉矩輸出使電機加速或者減速，最終使電機的狀態與輸入指令趨于一致。
2.驅動器工作原理
驅動器一般有2部分電路組成，電源部分及控制部分。
電(dian)(dian)(dian)源部分(fen)：為了(le)驅動(dong)伺服電(dian)(dian)(dian)機而制(zhi)(zhi)造電(dian)(dian)(dian)流(liu)，其職責是將電(dian)(dian)(dian)流(liu)傳送給電(dian)(dian)(dian)機，更進一步說明是如下圖所示對(dui)商用(yong)電(dian)(dian)(dian)源整流(liu)，分(fen)制(zhi)(zhi)造直流(liu)電(dian)(dian)(dian)源的換(huan)流(liu)部及根據電(dian)(dian)(dian)機回(hui)轉角度(du)輸(shu)入UVW相制(zhi)(zhi)造電(dian)(dian)(dian)流(liu)的變頻部。

控(kong)制(zhi)(zhi)部：根據(ju)客(ke)戶所選(xuan)擇的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)模式不同，驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)會開啟和調用相關的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)功能(neng)模塊。如(ru)電(dian)(dian)流(liu)環控(kong)制(zhi)(zhi)模式下，驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)只負責控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)機輸出的(de)(de)轉(zhuan)矩跟隨指令(ling)變(bian)化，對(dui)于電(dian)(dian)機的(de)(de)轉(zhuan)速(su)及位置不進行(xing)控(kong)制(zhi)(zhi)。位置環控(kong)制(zhi)(zhi)模式下，驅動(dong)器(qi)(qi)(qi)則需要同時(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)機的(de)(de)轉(zhuan)矩輸出、電(dian)(dian)機轉(zhuan)速(su)，從而達到控(kong)制(zhi)(zhi)電(dian)(dian)機位置的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

3.命名規則 
伺服電機命名規則

1、概述
罩極電機是微型單相感應電動機中最簡單的一種.由于它具有結構簡單,制造方便,成本低廉,運行可靠,過載能力強,維修方便等優點而被廣泛地用于各種小功率驅動裝置中.其缺點是運行性能和起動性能較差,效率和功率因子較低,一般用于空載或輕載起動的小容量場合，如電風扇等。
2、工作原理
 一(yi)個沒(mei)有(you)罩(zhao)(zhao)極(ji)環(huan)(huan)僅有(you)主(zhu)繞組(zu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)機, 是(shi)沒(mei)有(you)起(qi)動轉(zhuan)矩(ju), 在(zai)(zai)實際中(zhong)無法使(shi)用, 為(wei)了獲得(de)起(qi)動轉(zhuan)矩(ju), 采用附加副繞組(zu)的(de)(de)(de)(de)措施。這(zhe)(zhe)(zhe)個繞組(zu)不是(shi)靠外接(jie)電(dian)(dian)(dian)源供電(dian)(dian)(dian), 而是(shi)靠它(ta)與主(zhu)繞組(zu)軸線間(jian)(jian)(jian)保待有(you)θ<90的(de)(de)(de)(de)偏角, 見圖1。主(zhu)繞組(zu)通(tong)(tong)電(dian)(dian)(dian)后, 其(qi)中(zhong)一(yi)部分主(zhu)磁(ci)通(tong)(tong)Φm’會(hui)穿過(guo)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)短路環(huan)(huan), 感應電(dian)(dian)(dian)勢產(chan)生電(dian)(dian)(dian)流, 短路環(huan)(huan)則如(ru)變(bian)壓器的(de)(de)(de)(de)副繞組(zu)一(yi)樣, 產(chan)生去磁(ci)通(tong)(tong)Φk, 與Φm’合成后在(zai)(zai)罩(zhao)(zhao)極(ji)區間(jian)(jian)(jian)將(jiang)是(shi)Φs, 最后決定了罩(zhao)(zhao)極(ji)環(huan)(huan)上的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)勢Ek, 這(zhe)(zhe)(zhe)樣在(zai)(zai)主(zhu)極(ji)與罩(zhao)(zhao)極(ji)的(de)(de)(de)(de)不同區間(jian)(jian)(jian)使(shi)有(you)時(shi)間(jian)(jian)(jian)相位不同的(de)(de)(de)(de)Φm與Φs在(zai)(zai)脈振, 構(gou)成了橢(tuo)圓磁(ci)場(chang), 產(chan)生了起(qi)動轉(zhuan)矩(ju)。在(zai)(zai)轉(zhuan)子(zi)是(shi)閉路的(de)(de)(de)(de)條件下, 轉(zhuan)子(zi)就(jiu)會(hui)起(qi)動。由(you)于Φm是(shi)超(chao)前Φs的(de)(de)(de)(de), 磁(ci)場(chang)是(shi)從超(chao)前的(de)(de)(de)(de)磁(ci)通(tong)(tong)移向(xiang)滯后的(de)(de)(de)(de), 所以電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)(de)(de)旋轉(zhuan)方(fang)向(xiang)是(shi)由(you)主(zhu)極(ji)移向(xiang)罩(zhao)(zhao)極(ji)的(de)(de)(de)(de)順時(shi)針方(fang)向(xiang)。

a）工作原理            (b) 矢量圖
圖1罩極電機的原理及矢量圖
3.技術指針及術語
3.1    技術指針
額定功率
額定電壓
額定電流
額定轉速
3.2    術語
3.2.1效率：電機輸出功率與輸入功率之比。
3.2.2功率因子COSØ：電機輸入有效功率與視在功率之比。
3.2.3起動扭力Tst：電機在額定電壓, 額定頻率和轉子堵住時所產生的扭力。
3.2.4最大扭力Tmax：電機在額定電壓, 額定頻率和運行溫度下,轉速不發生突降時所產生的最大轉矩。
3.2.5噪音：電動機在空載穩態運行時A計權聲功率級dB(A).
3.2.6振動：電動機在空載穩態運行時振動加速度有效值(m/s2) 
4.基本結構
罩極電機是結構最簡單的一種單相電動機,其結構可分為兩類.一是隱極式,從外形來看,定轉子均勻開槽,轉子為鼠籠式.定子上有主繞組和自行閉路的副繞組或稱為罩極繞組.兩繞組可以作成等線圈式,也可分別作成正弦繞組.不過兩繞組要不成正交的安放,即繞組軸線間夾角小于90度. 它的定子上有主副相兩套繞組, 但其主繞組大多采用集中繞組形式, 副繞組則是一個置于局部磁極上的短路線圈, 即罩極線圈（也稱短路環）.這類電機又可分為兩種,一種如圖1(b)所示的圓形結構,它的定子可明顯的看出凸極型式.主繞組套在磁極上,罩極環則嵌于磁極一角,且多為一個.另一種是方型結構,鐵芯如變器一樣,見圖1(a),主繞組被套于一根鐵心柱上,磁極與轉子則在鐵芯的另一根柱上,在磁極一角多放兩個罩環。在罩極電機中, 只要設法產生旋轉的氣隙磁場, 電機就有自起動能力, 并可正常運轉。在罩極電機中, 定子主副相繞組、軸線在空間非正交安置, 并為了改善罩極電機的性能, 采取了各種措施, 如階梯氣隙, 磁橋等, 出現了磁的不對稱, 又因副繞組中的電流是靠主繞組感應產生的, 造成了電的不對稱, 分別產生時間和空間相位都不相同的磁勢, 合成為一個類似旋轉磁勢的運動磁勢, 它在空間建立的運動磁場與轉子相互作用, 就可以使之起動和運轉。
其(qi)結構形式如圖2所示:

圖2  罩(zhao)極電(dian)機的三種(zhong)典(dian)型(xing)結(jie)構

5.特性分析
5.1    罩極電機效率是偏低的,僅在=(5~30)%之間,因此多用在小功率驅動中.
5.2    罩極電機的主,副相電流變化均不大,故多以電機不動時的電流來計算它的損耗和溫升.所以罩極電機會在堵轉時運行也不致發生問題.運行可靠是它的最大優點。
5.3    罩極電機的起動和最大轉矩倍數規定為T*st=0.3, T*max=1.3, 均屬偏小 .因此,罩極電機主要用于對起動轉矩要求不高的地方。
5.4    罩極電機經特殊設計,可以在兩個方向上旋轉.這樣的罩極電機磁極在兩個極尖上都開有放罩極繞組的槽口.根據需要閉合一個罩極繞組,電機就在那個方向旋轉。
5.5    罩極電機可以像單相異步電機那樣采用降壓或抽頭調速.繞組抽頭調速的電機,就是在電機的繞組上附加多繞些調速線圈.把這些調速線圈串入回路連于電源上去時,如同電機回路中串入一個電抗一樣,達到了降速的目的。
6.結構因素對性能的影響
6.1    磁橋(磁分路)
磁(ci)橋(qiao)的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)是改善(shan)氣隙(xi)的(de)(de)(de)磁(ci)通分(fen)布(bu),改善(shan)電機的(de)(de)(de)機械特性.引入磁(ci)橋(qiao)是故意(yi)增(zeng)大(da)極(ji)間漏磁(ci),雖降(jiang)低了激(ji)磁(ci)電抗,使(shi)激(ji)磁(ci)電流增(zeng)大(da),最大(da)轉矩減(jian)(jian)小,但由(you)(you)于磁(ci)橋(qiao)磁(ci)通Φb不與轉子(zi)匝鏈(lian),從(cong)而(er)增(zeng)加了主,副繞組的(de)(de)(de)互(hu)磁(ci)通,使(shi)一個極(ji)下的(de)(de)(de)氣隙(xi)磁(ci)通由(you)(you)矩形變為梯形,如圖3d所示,從(cong)而(er)減(jian)(jian)小了諧(xie)波分(fen)量。

圖  3
磁橋對電機性能的影響可闡述如下:
6.1.1轉矩轉速特性(T-n)曲線
若取消磁橋,電機漏磁減小,使激磁電抗增大,電機的最大轉矩Tmax增大.但是,由于此時氣隙磁通由梯形變為矩形波,諧波增大,從而諧波轉矩分量(主要是3次)增大,使電機在中低速區的T減小并產生明顯的凹下.若磁橋太寬,造成漏磁太大,使激磁電抗降低過多,雖然諧波小了,T-n曲線趨于平滑,但根據磁通連續性定理,氣隙磁通必然減小,不但Tmax下降過多,而且也導致Tst減小,故亦不可取。
6.1.2起動轉矩Tst
當磁橋寬度從0增加時,Tst先是較快增大,過最大值(此時應為最佳寬度)后逐漸下降.合適的磁橋寬度可使Tst增大到無磁橋時的1.2~1.5倍。
由此可見,磁橋寬度是重要的.為了既能改善磁橋磁勢波形,又不致使轉矩下跌過多,磁橋設計時總使其處于磁密過飽和狀態.一般取磁橋磁密在2.2T以上,以限制它的過度漏磁.為此,在初始設計中可如下取值: 在圖2a中,為保持一定剛度,磁分路片不能太薄,故可減小其軸向長度,可取鐵芯迭長的1/2~1/3.在圖2b,c中,兩凸極由極尖相連而成一體,為保證機械強度,顯然極尖寬度不能太小,故用作磁橋是不行的.為此應在靠近交軸線處的外側沖制對稱的兩個半園凹口,以其剩下的寬度作為磁橋寬度.一般取原寬度之半,因為從幅值看可簡單認為每極磁通在整個極中分布均勻,即極內磁密處處相等,而凸極中磁密總在1.1~1.5T左右,今磁橋寬度若為極尖寬度的1/2,則磁橋中磁密總在2.2T以上。
圖5示出了某8W方形電機磁橋寬度對機械特性的影響。
6.2    階梯氣隙
在前極尖處局部增大氣隙,即成階梯氣隙.氣隙大了,磁阻就大,由于磁力線總是力圖縮短其路徑,故階梯氣隙中的磁通密度總是小于主氣隙的.從電磁比看,階梯氣隙磁阻與主氣隙的磁阻相并聯,磁阻(電阻)大者磁通(電流)小.因此,階梯氣隙的采用使一個極下的氣隙磁通由矩形波變為階梯波,如圖3e所示,從而減小了諧波分量.效果比階梯氣隙還要好的是漸變氣隙,由于從前極尖開始氣隙長度逐漸減小,從而使氣隙通波成為斜坡形,如圖3f所示。與階梯氣隙起同樣作用的還有前極尖處沖制閉合長孔(園形電機)或外側沖制長凹口(方形電機),用增大局部區間磁阻的辦法使該處氣隙磁通小于主氣隙。但由于漸變氣隙難于控制,沖長孔又模具復雜,故實際中已很少采用。
階梯氣隙的作用不光可改善運行性能,而且可增加起動轉矩.這也正是磁力線的特征造成的,在階梯氣隙與主氣隙交界處,部分磁通從主氣隙上的定子出發到達階梯氣隙上的轉子,也就是說磁力線向階梯氣隙處扭彎,使路徑變長,磁阻增大,而轉子則力求以磁路磁阻最小來取向,這樣就產生了一個由大氣隙向主氣隙方向的轉矩。由于階梯氣隙位于前極尖處,該轉矩與旋轉磁場方向是一致的。
階梯氣隙長度δc和寬度(以弧角表示)θc對T-n曲線的影響如下: δc不變θc加大,或θc不變δc加大,兩者效果大致相同.當δc(θc)加大時,Tst和Tmax都會增大,而且由于諧波轉矩減小的緣故,中速區的凹下減小。但過大的δc(θc)將使Tmax反而減小,并且特性變軟,工作點的轉差率增大,從而損耗增加,效率降低,不過Tst則比無階梯氣隙時始終要大一些。可見δc和θc的取值是很重要的.根據資料推薦,一般取值蕩圍在δc/δ=2.5~3.5,θc/θp=0.15~0.20。
6.3    罩極環
罩極環的作用是使定子產生一個旋轉磁場脈掁磁通Φ.沒有罩極環時,僅由主繞組構成單繞組電機,在氣隙中產生一個脈掁磁通Φ, 如圖3a, 故而電機非但沒有起動能力,而且運行時的正轉矩較小.有了罩極環,Φ的一部分Φm穿過主氣隙,另一部分Φ1穿過罩極區,從而在環內感生電流。由于罩極環是個感性組件,環內電流產生的磁通恒為阻止Φ1的變化,從而造成了罩極區的合成磁通Φs滯后于主磁通Φm.這樣,氣隙中就有了二個脈掁磁通Φm和Φs,如圖3b。由于Φm和Φs在時間上有一相位差,兩軸線在空間又錯開一個角度,從而合成一個旋轉磁場,產生起動轉矩,使電機起動和運轉。但是,由于兩者的軸線夾角θ小于90°(θ=90°時將感應不出Φs了),相角差?也小于90°(因環有電阻),再有Φs又小于Φm,故兩者的合成磁場永遠是個橢圓.并且由于Φs恒滯后于Φm,故合成磁場的旋轉方向總是從主極移向罩極,即電機是不能改變轉向的。
6.3.1罩極度
罩極度Ks定義為罩區磁極寬度占整個磁極寬度的百分比,它的大小對電機性能 影響很大.假如兩個脈掁磁場的強度相同,則Ks越小,兩軸線夾角θ就越接近90°,旋轉磁場的橢圓度越小。但是,由于Φs是主繞組感應產生的,Ks越小, Φs越弱,旋轉磁場的橢圓度越大.由此可知,勢必存在一個最佳的Ks值,它權衡了二個磁場的夾角和幅值,使合成磁場的橢圓度最小。分析與實驗表明,單罩環電機的最佳罩極度為33%(即1/3)左右,此時的Tmax和Tst均較大,而且T-n曲線也比較平坦.由實驗知道,Ks大時,T-n曲線的中速區凹下很小,但Tst較低。極限Ks=100%時,主副繞組軸線重合,相當于一臺短路變壓器,副繞組中感生電流最大,這時只能產生脈掁磁場,Tst=0.減小Ks時,Tmax變化很小,Tst先增大,但中速區凹下逐漸變大;小于33%以后,Tst又趨減小,極限Ks=0時,Tst=0。在方形鐵芯中,由于結構上的允許,一般采用二個罩環,構成三繞組電機。在三相對稱電機中,一個極(180°電角度)中每相各占60°,即60°相帶.而雙環電機雖不可能實現這種對稱分布,但道理是一樣的,從而大小環取長補短,電機特性明顯比單環好得多:Tmax和Tst均增大,且中速區下凹不嚴重.實驗表明,在雙環電機中,當主極取110°左右,大環70°左右,小環則在大環的70°中占40°左右時,電機特性較好.換句話說,一般取大環Ks1=40%,小環Ks2=22%左右。
前面講過.為了獲得大的輸出轉矩,合成磁場應盡可能接近圓形.為此要求Φm與Φs具備三個條件:強度相等,軸線在空間相差90°電角度以及相位角相差90°.但這是相互矛盾的:由于Φs是主繞組磁通Φ感生的,故主副繞組軸線夾角越近90°,兩者的互感應越小,即Φs越弱.在極限位置90°時,主繞組產生的磁通不能穿過副繞組,這時副繞組中就不能感生電流,從而Φs為0,不能產生轉矩.為了在較小的罩極度時能產生較大的副相磁通Φs,采用磁橋是完全必要的.由于磁橋的存在,使一小部分磁通不經由氣隙-轉子-氣隙從一個極到達另一個極,而是通過磁橋,也就是說這一小部分磁通是不與轉子匝鏈的是屬于漏磁通。這樣一來,由于罩極環中的部分磁通不通過氣隙,故罩極環部分的磁路磁阻減小,從而環中的磁通Φs增大.也可理解為磁橋增加了主副繞組之間的互感,從而互感通增大。
6.3.2罩環阻抗
罩環的位置確定以后,其本身的參數對電機性能也有很大影響.罩環電阻rs對起動  轉矩有一最佳值,rs過大或過小,均會使Tst下降.在通常所見的電機中,一般來說,凡是僅有一匝的粗銅線或扁銅線,rs偏小,而用漆包線繞制的多匝型副繞組則rs偏大.rs偏大時,在空間位置許可的情況下,可盡量換用粗一檔線。對rs偏小的電機,若換用黃銅之類的等直徑線,電密不變,rs又提高了,是電機性能將改善.罩環漏抗xs的增大將使Tst下降,為此罩環端盡可能緊貼迭片,且其槽應盡量靠近定子內徑,以力求減小其漏磁通。
6.3.3罩環的損耗
盡管罩環的匝數少,環內的感應電勢很小,但由于其阻抗極小,故環內電流通常是很大的,使損耗很大,溫度很高,尤其是在堵轉時,可達150°C以上(半導體點溫度計).由于罩環是參與運行的,從而使電機的效率很低,也使電機具有在超載甚至堵轉時整機電流變化不大,不易發生故障的優點。若電機設計不合理或罩環接頭焊接不良,罩環發熱將相當嚴重,甚至可燒斷焊點,使電機不能正常工作,因此罩環的焊接質量是絕對不能輕視的。
6.4    主繞組阻抗(電阻r1及漏抗x1)
是主繞組阻抗增大, 其上的壓降增大, 由于這是屬于無用的消耗, 導致繞組中感應電勢降低, 由于感應電勢為E1= , 當電源頻率f和匝數W1不變時, E1降低, 意味眷每極磁通Φ減小, 從而電機出力減小.增大主繞組電阻r1時, 損耗增加, 輸出減小, 溫升增加, 但是, 當r1增加時, 并不是輸出的減小等于損耗的增加, 而是損耗增量中的一部分由電源輸入來補償, 一部分由輸出減小來補償. 因此, 增小r1( 例如線徑減細一檔)而不減變匝數時, 對固定負載而言, 電機的輸入增大, 輸出略有減小, 轉速有所降低, 功率因子則略有上升, 溫升明顯上升. 對風葉類活動負載而言, 由于其功耗基本上與轉速的三次方成正比, 轉速稍減時, 所需轉距下跌很多, 故電機表現為輸入減小, 輸出略有減小, 溫升稍有上升. 因此, 對風扇電機來說, 當采用阻抗保護時, 若堵轉溫度超過標準, 可考慮改用細一檔的線, 往往能解決問題, 而對轉速風量的影響是很小的.定子漏抗包括槽漏抗xs, 端部漏抗xe, 諧波漏抗xδ及磁橋漏抗xb,它們的增大將引起最大轉矩的減小, 而罩極電機為了充分利用其工作可靠的特點往往將額定工作點安排在最大轉矩附近(尤其是風扇用電機), 其中以xb增大, 會使高速段轉矩明顯下降, 比其余漏抗更為不利. 因此一定要控制磁橋的厚度, 決不可太厚, 導致漏磁過大。
6.5    轉子電阻r2
氣(qi)隙磁場為圓形與橢(tuo)圓時(shi), r2的大(da)(da)(da)小(xiao)對(dui)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩的影響(xiang)是不一樣的, 在對(dui)稱電機(ji)(ji)中(zhong), 氣(qi)隙為圓形旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁場, r2增大(da)(da)(da)時(shi), Tmax的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)差(cha)率(lv)增大(da)(da)(da), 而(er)Tmax值不變, 中(zhong)速區凹下減小(xiao), Tst增大(da)(da)(da). 在罩極電機(ji)(ji)中(zhong), 各繞組的磁勢不能滿足圓型磁場的三個條件, 因此總存(cun)在負(fu)序分(fen)量.     當(dang)r2變化(hua)時(shi), 正序轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩和負(fu)序轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩分(fen)別按(an)對(dui)稱電機(ji)(ji)T-n曲線(xian)變化(hua)規律, 從而(er)其合成轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩, 當(dang)r2增大(da)(da)(da)時(shi)不但Tmax的轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)差(cha)率(lv)增大(da)(da)(da), 凹下減小(xiao), 而(er)且Tmax值減小(xiao), 而(er)Tst卻(que)變很小(xiao), 這種情況可由圖5說明。

圖5  轉子電阻對機械特性的影響 (電阻隨序號增大)
事實上, Tst與r2之間有一個最佳值, r2在某一值時Tst將獲得最大值. 因此, 罩極電機還是盡量減小r2為好, 以求大的輸出. 不過當電機采用抽調速的話, 降速時整條T-n曲線要下降, 就有可能使電機陷入低速爬行, 到不了應有的穩定轉速。
在幾瓦的小電機中, 應盡量采用少槽淺槽轉子, 這對穩定鑄鋁質是大有好處的, 因為沖片本來很小, 槽一多, 每槽面積就小, 再若槽深一點, 則尤其槽底部易出現打不足現象, 甚至斷排, 造成電機質量波動。
6.6    氣隙長度δ
對異步電機而言, 從正弦波時的理論分析可知, δ應盡可能小, 因為δ小, 激磁電抗增大, 從而激磁電流減小, 降低了空載電流, 使功率因子上升、 效率提高。但是δ小了, 精加工精度要求高, 易造成偏心值(相對值)增加, 使制造和運行都增加困難。 另外, 氣隙中并不是正弦波, δ小了, 諧波磁場及諧波漏抗增大, 導致Tst、Ist和Tmax減小, 并且諧波轉矩和附加損耗增大, 造成較高溫升和較大噪音。在罩極電機和其它單相電機中,δ取的比三相電機大一些是有好處的:
(a)    δ大一些, 定轉子諧波漏抗和轉子斜槽漏抗減小, 其結果是Tst和Ist均增加, 由于Tst增和率大于Ist, 故δ適當大一些可改善電機的起動性能。而且由于Tmax與電機漏抗成正比, 故氣隙增大, Tmax可提高。
(b)    δ大一些, 減小了定、轉子諧波磁通幅值, 由于雜散耗與諧波磁通幅值的平方成正比, 故大的δ可減小電機的雜散耗, 使效率稍有增加。當然, δ大了, 不僅空載電流增加、功率因子下降, 也使負載轉差率有所下降(即轉速有所上升), 負載電流也有所上升, 實際效率的增減要看哪一個因素為主導。
(c)    δ大一些, 可使轉子表面損耗下降, 從而轉子表面發熱大為減小, 向定子輻射熱量減小, 故溫升應下降. 但若δ加大過多, 將使氣隙所需磁勢增加, 這勢必由增大輸入電流來補充, 從而使電機飽和程度增加, 銅耗增加, 溫升反而上升。
(d)    δ大一些, 即使氣隙的實際偏心值不變, 其相對值(氣隙不均勻度)小了, 這在單相電機中尤為重要. 因為氣隙不均勻度將導致單相電機在不同轉子位置有不同的起動轉矩, 而減小氣隙不均勻度將減小Tst的波動. 而且由于δ加大削弱了高次諧波, 使附加轉矩減小, 從而電機的Tmin增加, 即T-n曲線中速區的凹下減小。
(e)    由于任意兩個諧波磁場相至作用產生的徑向力約與δ2成正比, 故δ大一些可降低噪音及減小振動. 理論分析可知, 當氣隙由δ1改變為δ2時, 相應的電磁噪聲級彎化近似為L1-L2=10 lg(δ2/δ1)4dB, 當然, 由于空載電流增大等原因, 實際中小于上式計算值。
基于上述原因, 在單相電機中, 氣隙值一般要比三相電機大0.05~0.1mm, 一般情況下, 使用滾珠軸承時, 取0.25~0.35mm, 而使用滑動軸承時, 由于更易產生偏心的緣故, δ增加10%~20%, 對于罩極電機, 由于氣隙中的諧波成分更嚴重, 故δ更應大一些, 尤其是方形電機, 多采用支架形式, 更易造成偏心, 故其δ常取到0.35~0.45    mm。
7.罩極電機主要尺寸及性能確定:
7.1    效率及功率因子初值:0.05~0.12 ( 0.2~10瓦 )，0.10~0.26 ( 10~100瓦 )                   
其中: η’─效率
COSψ’─功率因子
7.2    電機常數：        
其中:  CA──電機常數
Dil─定子內徑(cm)
l─鐵芯長度(cm)
n─轉速(轉/分)
7.3    長度直徑比:   
7.4計算長度:  (厘米)
7.5定子內徑:(厘米)
7.6氣隙長度δ=0.025~0.05(厘米)             
7.7極距:  (厘米)    其中 P──極數
7.8極弧長度:   (厘米)              其中: 
7.9轉子外徑:  (厘米)
7.10轉子內徑(軸孔):dB=(0.18~0.24)D2(厘米)
7.11轉子槽數Z2按表1選取:
極數    轉子槽數Z2
2    11,12,15,18
4    11,17,22,57
6    26,33
7.12轉子斜槽角度計算:
斜槽角度= 
7.13定子槽滿率 
其中: η──槽滿率
      dM──漆包線最大直徑(mm)
      WN──每極下繞組每槽匝數
      S──電機定子槽率面積(mm2)
8.電機型號由產品代號、尺寸規格和額定電壓代號三部分組成，具體如下：

一、步進電機的定義：

步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)(ji)是(shi)(shi)將電(dian)脈沖信號轉(zhuan)換(huan)為相(xiang)應的(de)角位移或直線位移的(de)一(yi)種(zhong)特殊電(dian)機(ji)(ji)，它與其相(xiang)配套(tao)的(de)驅動(dong)器共(gong)同構成一(yi)套(tao)步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)(ji)系(xi)統(tong)，給電(dian)機(ji)(ji)每輸入(ru)一(yi)個(ge)(ge)電(dian)脈沖信號，電(dian)機(ji)(ji)就轉(zhuan)動(dong)一(yi)個(ge)(ge)角度(du)，它的(de)運動(dong)形式是(shi)(shi)步(bu)進(jin)式的(de)，所以稱為步(bu)進(jin)電(dian)機(ji)(ji)。

二、步進電機特點：

1.高分辨率、高精度定位
受脈沖信號控制，角位移輸出與輸入的脈沖數相對應成正比關系，實現以固有步距角為單位的精密運轉，步距誤差不會積累，受外界條件（如電壓波動、溫度變化等）影響小。以1.8°步距角電機為例，其每轉分辨率可以達到1/200（即1.8°/360°）、1/400，每步誤差精度控制在±5%。如采用微步細分驅動，可以達到更高的分辨率及精度。
2.系統構成簡單
步進電機在驅動器的作用下，無需電機速度或位置檢測器，能直接將數字脈沖信號轉換成角位移或線位移，并能正確地按脈沖指令運轉。
3.控制性能好 
電機轉速與控制脈沖的頻率同步，因而改變控制脈沖的頻率，就可以在很寬的范圍內調節電機的轉速。通過對脈沖的控制，不需要通過齒輪減速裝置過渡，可直接得到極低轉速、較高的轉矩，從而避免了功率的損耗和運動精度的影響，并且能夠快速啟動、制動和正反轉。
4.具有自鎖力 
在停止供電狀態下還有定位轉矩，在停機后仍保持給繞組通電狀態，具有自鎖能力，無需剎車系統即能保持停止位置。
5.更長的使用壽命 
采用電子換(huan)相，無須碳(tan)刷(shua)和換(huan)向(xiang)器進行(xing)機(ji)械摩(mo)擦，從而(er)減少了(le)(le)摩(mo)擦，增加了(le)(le)電機(ji)使用壽命。

三、應用領域 

基于(yu)以上(shang)特點，步進(jin)電(dian)機(ji)被廣(guang)泛(fan)應用(yong)于(yu)各種數(shu)字化管(guan)理運動控制應用(yong)領域，比如(ru)打印機(ji)、舞(wu)臺(tai)燈光、ATM機(ji)、安防監控、工業設備、醫療、紡織機(ji)械、汽(qi)車工業等(deng)產(chan)品(pin)及領域。

四、步進電機基本結構

安裝說明：
1.請勿拆卸電機；
2.該種電機定子與轉子氣隙很小，請勿用重物敲打電機表面，或使電機掉落地面。
3.請選擇(ze)合適(shi)的安(an)裝方式（螺(luo)釘與(yu)貫穿(chuan)），如下圖；

4.選用合適的安(an)裝板(ban)厚度，確保安(an)裝強度,參考下表:

五、工作原理 

步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)(ji)驅動(dong)器根據外(wai)來(lai)的(de)(de)脈沖，通過起(qi)內部的(de)(de)邏輯電(dian)(dian)路，控制(zhi)步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)(ji)的(de)(de)繞組(zu)以一定的(de)(de)時序(xu)，正向(xiang)或(huo)反向(xiang)通電(dian)(dian)，從而使(shi)電(dian)(dian)機(ji)(ji)運轉，以兩相1.8°步進(jin)電(dian)(dian)機(ji)(ji)為例：1.按照繞線方(fang)式，一般有4線（雙極(ji)性(xing)）電(dian)(dian)機(ji)(ji)、6線（單極(ji)性(xing)）電(dian)(dian)機(ji)(ji)兩種(zhong)。

4線（雙極性）電機，其繞組(zu)的通(tong)電方向順(shun)序按照：AB-BC-CD-DA四個狀態(tai)周(zhou)而復始的進(jin)行通(tong)斷(duan)變化(hua)，每變化(hua)一次(ci)，電機運轉一步，即轉動(dong)1.8°。

4線（雙極性）

6線（單極性）電機，其(qi)繞組的(de)通電方(fang)向順序按照：OA-OB-OC-OD四(si)個狀(zhuang)態(tai)周而復始的(de)進行通斷變(bian)化(hua)，每(mei)變(bian)化(hua)一(yi)次，電機運轉一(yi)步，即轉動1.8°。

6線（單極性）

2.相序圖及接線圖 
2.1 4線電機(ji)（雙極性）

2．2 6線電(dian)機（單極性）

3.通用特性 

4.命名規則

BJ  Y  Z  42  D  15 - 01  V  01
① ② ③  ④ ⑤  ⑥   ⑦  ⑧ ⑨
① 步進電機類型：
混合式：BJ
永磁式：PM
② 電機外形
Y：外形為圓形
若沒有標識，則表示外形為方形；
只針對BJ電機，PM電機沒有標識
③ Z：帶齒輪箱
若沒有標識，則表示不帶齒輪箱
④ 機座號：電機外形尺寸(mm)，圓形表示電機外徑直徑(mm)
⑤ 步距角：
C:0.9°；D:1.8°；E:0.6°；F:1.2°
G:3.6°；H:3.75°；K:5.625°
L:11.25°；P:15°；Q:0.72°；R:7.5°
⑥ 定子鐵芯厚度：mm
⑦ 性能參數代號：01～99
表示電機的電流、力矩等性能參數
⑧ 極性號：
N:單極性單出軸
M:單極性雙出軸
V:雙極性單出軸
W:雙極性雙出軸
⑨ 機械尺寸代號：01～99
表示電(dian)機(ji)的軸伸、引線(xian)、螺釘等機(ji)械(xie)參數(shu)

一、無刷電機的定義：

無刷(shua)(shua)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)由電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)主(zhu)體(ti)(ti)(ti)和(he)(he)驅動(dong)器(qi)組成(cheng)，是(shi)一種典型的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)(ji)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)一體(ti)(ti)(ti)化(hua)產品。 無刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)是(shi)指無電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)刷(shua)(shua)和(he)(he)換向(xiang)器(qi)（或集電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)環）的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)，又稱無換向(xiang)器(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)。無刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)采(cai)用晶體(ti)(ti)(ti)管電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子換向(xiang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路代替(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)刷(shua)(shua)與換向(xiang)器(qi)機(ji)(ji)(ji)(ji)械換相裝置來改(gai)變電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流方(fang)向(xiang)，克服(fu)了傳統有刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)碳刷(shua)(shua)壽命短的(de)(de)缺陷。無刷(shua)(shua)直流電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)永磁體(ti)(ti)(ti)，現在(zai)多(duo)采(cai)用高(gao)磁能級的(de)(de)稀(xi)土(tu)(tu)釹鐵硼（Nd-Fe-B）材料。因(yin)此，稀(xi)土(tu)(tu)永磁無刷(shua)(shua)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積比同容量異(yi)步電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)縮小了一個機(ji)(ji)(ji)(ji)座號。

二、無刷電機特點：

1、可替代有刷電機調速、變頻器+變頻電機調速、異步電機+減速機調速；
2、具有傳統直流電機的優點，同時又取消了碳刷、滑環結構；
3、可以低速大功率運行，可以省去減速機直接驅動大的負載；
4、體積小、重量輕、出力大；
5、轉矩特性優異，中、低速轉矩性能好，啟動轉矩大，啟動電流小；
6、無級調速，調速范圍廣，過載能力強；
7、軟啟軟停、制動特性好，可省去原有的機械制動或電磁制動裝置；
8、效率高，電機本身沒有勵磁損耗和碳刷損耗，消除了多級減速耗，綜合節電率可達20%~60%。
9、可靠性高，穩定性好，適應性強，維修與保養簡單；
10、耐顛簸震動，噪音低，震動小，運轉平滑，壽命長；
11、不產生火花，特別適合爆炸性場所，有防爆型；
12、根據(ju)需要可(ke)選(xuan)梯形波(bo)磁(ci)場電(dian)機和(he)正弦波(bo)磁(ci)場電(dian)機。

三、應用領域 

基于以上特(te)點(dian)，無刷電(dian)機被(bei)廣泛應用(yong)于各(ge)種智能化與自動(dong)化應用(yong)領域(yu)(yu)，比(bi)如軟硬盤驅動(dong)器、電(dian)單(dan)車、風機、水泵、航模、家用(yong)電(dian)器、辦公自動(dong)化、醫療(liao)器械、汽車等(deng)領域(yu)(yu)。

四、無刷電機基本結構

直流無刷電(dian)動機的(de)結構主(zhu)要由電(dian)動機本(ben)體(ti)、位置傳(chuan)感器(qi)和電(dian)子(zi)(zi)開關線路三(san)部分組成(cheng)。電(dian)動機本(ben)體(ti)在結構上與(yu)永(yong)磁(ci)同(tong)步電(dian)動機相(xiang)似，但(dan)沒有籠型繞組和其他(ta)起動裝置。其定(ding)子(zi)(zi)繞組一般制成(cheng)多相(xiang)（三(san)相(xiang)、四(si)相(xiang)、無相(xiang)不等），轉子(zi)(zi)由永(yong)久磁(ci)鋼(gang)按一定(ding)極對(dui)數（2p=2,4，…）組成(cheng)。

無刷直流電動機本體由永磁體轉子、多極繞組定子、位置傳感器等組成。位置傳感按轉子位置的變化，沿著一定次序對定子繞組的電流進行換流（即檢測轉子磁極相對定子繞組的位置，并在確定的位置處產生位置傳感信號，經信號轉換電路處理后去控制功率開關電路，按一定的邏輯關系進行繞組電流切換）。定子繞組的工作電壓由位置傳感器輸出控制的電子開關電路提供。
位置傳感器有磁敏式、光電式和電磁式三種類型。
采用磁敏式位置傳感器的無刷直流電動機，其磁敏傳感器件（例如霍爾元件、磁敏二極管、磁敏詁極管、磁敏電阻器或專用集成電路等）裝在定子組件上，用來檢測永磁體、轉子旋轉時產生的磁場變化。
采用光電式位置傳感器的無刷直流電動機，在定子組件上按一定位置配置了光電傳感器件，轉子上裝有遮光板，光源為發光二極管或小燈泡。轉子旋轉時，由于遮光板的作用，定子上的光敏元器件將會按一定頻率間歇間生脈沖信號。
采用電(dian)磁(ci)式位(wei)置傳感器(qi)的無刷直流(liu)電(dian)動(dong)機，是在定子組件上安裝有電(dian)磁(ci)傳感器(qi)部件（例如耦合變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)、接近開(kai)關、LC諧振電(dian)路等(deng)），當永磁(ci)體(ti)轉子位(wei)置發生變(bian)(bian)化時(shi)，電(dian)磁(ci)效應將使(shi)電(dian)磁(ci)傳感器(qi)產生高頻(pin)調制信(xin)號（其(qi)幅(fu)值隨轉子位(wei)置而變(bian)(bian)化）

五、工作原理 

眾所周知，一(yi)般的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)式直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)定(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)由(you)永(yong)久(jiu)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鋼組成(cheng)，其(qi)主要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用是(shi)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機氣隙中(zhong)產(chan)生磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)。其(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞(rao)(rao)組通電(dian)(dian)(dian)(dian)后產(chan)生反(fan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)。其(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞(rao)(rao)組通電(dian)(dian)(dian)(dian)后產(chan)生反(fan)應(ying)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)。由(you)于電(dian)(dian)(dian)(dian)刷的(de)(de)(de)(de)換(huan)向作(zuo)(zuo)用，使得這兩個磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)的(de)(de)(de)(de)方向在(zai)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機運行的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)中(zhong)始終(zhong)保持相(xiang)(xiang)互垂直(zhi)(zhi)，從(cong)而產(chan)生最大轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩而驅動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機不停地運轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)。直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)無刷電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機為(wei)(wei)了實(shi)現無電(dian)(dian)(dian)(dian)刷換(huan)相(xiang)(xiang)，首先要(yao)(yao)求把一(yi)般直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)樞(shu)繞(rao)(rao)組放在(zai)定(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)上(shang)(shang)，把永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鋼放在(zai)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)上(shang)(shang)，這與傳(chuan)統直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機的(de)(de)(de)(de)結構(gou)剛好相(xiang)(xiang)反(fan)。但僅這樣做還(huan)是(shi)不行的(de)(de)(de)(de)，因為(wei)(wei)用一(yi)般直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)源給(gei)定(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)上(shang)(shang)各繞(rao)(rao)組供電(dian)(dian)(dian)(dian)，只能(neng)產(chan)生固定(ding)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，它(ta)不能(neng)與運動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)中(zhong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鋼所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)相(xiang)(xiang)互作(zuo)(zuo)用，以產(chan)生單(dan)一(yi)方向的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩來(lai)驅動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)。所以，直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)無刷電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機除了由(you)定(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)組成(cheng)電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機本體以外，還(huan)要(yao)(yao)由(you)位置傳(chuan)感器、控制電(dian)(dian)(dian)(dian)路以及功率(lv)邏(luo)輯開關(guan)共同構(gou)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)換(huan)相(xiang)(xiang)裝置，使得直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)無刷電(dian)(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)機在(zai)運行過程(cheng)中(zhong)定(ding)子(zi)(zi)(zi)(zi)繞(rao)(rao)組所產(chan)生的(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)和(he)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)(dong)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)(zi)(zi)磁(ci)(ci)(ci)(ci)鋼產(chan)生的(de)(de)(de)(de)永(yong)磁(ci)(ci)(ci)(ci)磁(ci)(ci)(ci)(ci)場(chang)(chang)，在(zai)空間始終(zhong)保持在(zai)（π/2）rad左右(you)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)角度。

六、通用特性 

七、命名規則

一、串激電機的定義：

定子勵磁繞(rao)(rao)組和電樞(轉子)繞(rao)(rao)組為串聯,既可通直流又可通交流電,具有換向器換向的電動機。

二、串激電機特點：

1.對于外接電源有廣泛的適應性
不論是交流電還是直流電;不論是60Hz還是50 Hz;不論12V、24VDC還是110V、220V、240V ;總之它可設計成適應任一外接電源的電機。
2.轉速高,調速范圍廣
轉速范圍為3000~40000RPM,在同一電機上采用多個抽頭可得到較寬的調速范圍.家用電器正需要這種高轉速、寬調速范圍的電機. 因感應電機達不到高轉速(不大于3000 RPM).例如吸塵器,它需要高轉速在容器內外形成負壓,以產生吸力。
3.啟動力矩大,體積小:
當負載力矩增(zeng)大(da)時(shi), 串勵電動機能調整(zheng)自(zi)身的轉(zhuan)速(su)和電流,以(yi)增(zeng)大(da)自(zi)身的力矩。

三、應用領域

串激電機(ji)因轉速可調范圍廣，啟動扭(niu)矩大的特點被廣泛的應用于電動工具、廚(chu)房用品、美(mei)容美(mei)發、地板護理(li)等產品領域。

四、串激電機基本結構

串激(ji)電機主要(yao)是由(you)定子(zi)，轉(zhuan)(zhuan)子(zi)，前(qian)(qian)、后支架(jia)(jia)及散(san)熱風葉組(zu)成(cheng)(cheng)。定子(zi)由(you)定子(zi)鐵芯和套在極靴(xue)上的(de)繞組(zu)組(zu)成(cheng)(cheng),其作(zuo)用(yong)是產(chan)生勵磁(ci)磁(ci)通(tong),導磁(ci)及支撐前(qian)(qian)后支架(jia)(jia);轉(zhuan)(zhuan)子(zi)由(you)轉(zhuan)(zhuan)子(zi)鐵芯、軸、電樞(shu)繞組(zu)及換(huan)向器組(zu)成(cheng)(cheng),其作(zuo)用(yong)是保證并(bing)產(chan)生連續的(de)電磁(ci)力矩,通(tong)過轉(zhuan)(zhuan)軸帶動負載做(zuo)功(gong),將(jiang)(jiang)電能(neng)轉(zhuan)(zhuan)化(hua)為機械能(neng); 前(qian)(qian)后支架(jia)(jia)起(qi)支撐電樞(shu),將(jiang)(jiang)定、轉(zhuan)(zhuan)子(zi)連結(jie)固(gu)定成(cheng)(cheng)一體的(de)作(zuo)用(yong)。其中(zhong)轉(zhuan)(zhuan)軸,前(qian)(qian)、后支架(jia)(jia)要(yao)有(you)足夠的(de)強度,以(yi)防電樞(shu)與(yu)支架(jia)(jia)發生共振(zhen)現象,引起(qi)振(zhen)動和危險，一般前(qian)(qian)、后支架(jia)(jia)內有(you)滾動或含油軸承。

五、基本工作原理

如下(xia)圖一(yi)(yi),它是串激電(dian)(dian)機(ji)的(de)基(ji)本工作原理圖.電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)經上部(bu)(bu)(bu)(bu)定(ding)子(zi)(zi)線圈,產(chan)(chan)生一(yi)(yi)定(ding)方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)磁場;然(ran)后(hou)(hou)經碳(tan)刷進入換向(xiang)(xiang)器(銅頭),再在轉子(zi)(zi)繞組中(zhong)分成(cheng)上、下(xia)并聯支路(lu)流(liu)(liu)(liu)過,導(dao)流(liu)(liu)(liu)的(de)轉子(zi)(zi)線圈在外部(bu)(bu)(bu)(bu)磁場作用下(xia)產(chan)(chan)生力,從(cong)而使(shi)(shi)(shi)轉子(zi)(zi)轉動,銅頭使(shi)(shi)(shi)轉子(zi)(zi)中(zhong)的(de)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)始終(zhong)保持上下(xia)對稱(cheng)、連續;電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)最后(hou)(hou)從(cong)另一(yi)(yi)個碳(tan)刷出來進入下(xia)部(bu)(bu)(bu)(bu)定(ding)子(zi)(zi).因上部(bu)(bu)(bu)(bu)與下(xia)部(bu)(bu)(bu)(bu)定(ding)子(zi)(zi)線圈繞線方(fang)向(xiang)(xiang)一(yi)(yi)致(zhi),致(zhi)使(shi)(shi)(shi)上、下(xia)定(ding)子(zi)(zi)產(chan)(chan)生的(de)磁場同向(xiang)(xiang),這是必(bi)須保持一(yi)(yi)致(zhi)的(de)。

六、接線電氣原理圖：

七、特性說明：

單相串激馬達在工作中，其負載并不固定在額定點上而是變化的，存在著起動、負載、過載、堵轉、停機等過程與變化。電機性能曲線能完整地描述在額定電壓條件下，以輸出轉矩為自變量，轉速、效率、功率因數、輸出功率、輸入電流、輸入功率等參數的變化規律，并用曲線形式展現，表征著電機運行特性。
圖 3 是電機運行過程(cheng)中，采集的(de)輸入電流、輸入功率(lv)、輸出功率(lv)、效率(lv)等數(shu)據(ju)，擬合形成的(de)測試曲線。

隨著負(fu)載 T 的增(zeng)大(da)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)流 I 不(bu)斷增(zeng)大(da)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的電(dian)(dian)(dian)源輸入功率(lv) P1 不(bu)斷增(zeng)大(da)。隨著電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)工(gong)作(zuo)電(dian)(dian)(dian)流增(zeng)大(da)，鐵心(xin)(xin)被磁(ci)(ci)化(hua)且定(ding)子勵磁(ci)(ci)效(xiao)(xiao)(xiao)果不(bu)斷增(zeng)強，此時電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的輸出功率(lv) P2 增(zeng)大(da)。如只考慮鐵心(xin)(xin)對電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)的影(ying)響，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)隨磁(ci)(ci)化(hua)曲線從開始磁(ci)(ci)化(hua)段(duan)(duan)(duan)至線性段(duan)(duan)(duan)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)大(da)，當磁(ci)(ci)化(hua)曲線趨近飽和(he)時，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)最(zui)大(da)。當磁(ci)(ci)化(hua)曲線進入飽和(he)段(duan)(duan)(duan)時，磁(ci)(ci)能(neng)達到飽和(he)，電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)輸出功率(lv)P2 最(zui)大(da)，同時電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)發熱劇增(zeng)、效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)下降。

八、命名規則：
XX   XX   XX   X   XXX
○1   ○2   ○3   ○4   ○5
○1以“HC”表示串激
○2以電機芯片最大外徑數值表示，如有小數位則四舍五入
○3以電機芯片疊厚數值表示，如有小數位則四舍五入
○4以“M”表示使用的是交流電
○5以阿拉伯數表示使用電壓，例230表示額定電壓230V
例如：
HC8835M230表示電機外徑為(wei)88mm，芯片疊厚35mm，使用(yong)額(e)度電壓為(wei)交(jiao)流230V

1.電機的定義

電機是指將電力轉換成動力或者將電能轉換成機械能的裝置。
有時會將電氣輸入簡化為輸入，將機械輸出（動力）省略為輸出。在能量轉換的流程中，輸入的一部分不會變成動力，而是變成了熱，這稱之為損耗。為了保護地球環境，設計出損耗少的電機和對應的使用方法是非常重要的課題。
A.輸入電力、輸出（也稱動力）及損耗之間的關系如下：
輸入電力 = 機械輸出＋損耗    表述這些量的單位為瓦特（W）
B.輸入電力與機械輸出的定義公式表述:
輸入電力（W）=電壓（V）x電流（A）
機械輸出（W）=轉速（rad/s）x扭矩（Nm）
C.電機的效率是指以百分率（%）表述的機械輸出相對于輸入電力之比。
電機效率＝輸出/輸入×100%
損(sun)耗中有(you)些是像摩擦類因(yin)機械原(yuan)因(yin)導致的(de)，但比(bi)例更大的(de)是銅線(xian)內的(de)損(sun)耗和鐵(tie)心內的(de)損(sun)耗。前者稱(cheng)為銅損(sun)，后者稱(cheng)為鐵(tie)損(sun)。

2.電機的構成要素

2.1電機的構(gou)成要素主要包括如圖①～⑤五個部分

①轉子或轉動體：旋轉的部分
②軸承：支持轉子轉軸（軸）的部分
③定子：產生使轉子旋轉的力的部分
④托架或端板：支持軸承，與定子成為一體的部分
⑤導線：連接到給電機供電的驅動電路或電源上的電線定子
2.2在以上構成要素中，與電機基本分類法關系較大的有定子和轉子，定子的典型結構可列出以下4種。
A.分布式繞組定子
B.集中繞組定子
C.感應器型定子
D.永磁定子
2.3轉子可分成10種。
A.鼠籠式轉子
B.凸極籠式轉子
C.半硬磁鋼轉子
D.軟鋼轉子
E.凸極式硅鋼轉子
F.微細齒條式軟鋼轉子
G.永磁轉子
H.感應器型轉子
I.線圈型轉子
J.整流子型轉子
2.4構成電機的主要元件材料
A.漆包線
材料一般使用銅，但也有很少的情況會使用鋁。
電線分為從電源向電機供電的導線和纏繞在電機內部形成的線圈。從產生磁場的電線這一意思來看，線圈對應的部分也稱漆包線。
B.鐵芯
所謂鐵芯，是磁通道，像字面意思那樣，材料為鐵。此外，用于通過磁通將2個磁鐵結合起來的鐵通常稱為軛鐵。
機構結構用的鐵和鐵芯用的鐵在副成分的種類上不一樣。機構結構用的鐵中含有碳（C），而鐵芯用的鐵中添加了硅（Si），它還被稱為硅鋼。在電機中，鐵芯分為定子鐵芯和轉子鐵芯，通過兩者之間的空隙構成磁路。構成電磁鐵勵磁型直流電機勵磁回路的定子鐵芯的磁極會通過直流進行勵磁，因此，鐵芯不需要采用層積構造，使用軟鋼。
另一方面，構成電樞電路的轉子鐵芯在旋轉時磁通會發生變化，因此，使用的是層積鐵芯。另外，小型直流電機的磁極一般會使用永久磁鐵。由于均通過交流進行勵磁，同步電機的定子、感應電機的定子和轉子的鐵芯最好使用層積鐵芯。
C.絕緣體（材料）
對電流進行遮斷的絕緣體，防止電流流到規定場所以外，材料為絕緣材料。一般會使用橡膠及稱為琺瑯的高分子化合物/樹脂、紙、云母、玻璃纖維等。
D.永久磁鐵
電機構成(cheng)材(cai)料中比(bi)較重要(yao)的是作為(wei)(wei)磁場發生源的永久磁鐵(tie)。也可以稱為(wei)(wei)以鐵(tie)為(wei)(wei)主要(yao)成(cheng)分的合金或(huo)氧化物。

3.電機的分類

3.1.罩極電機
3.2.串激電機
3.3.直流無刷電機
3.4.混合式步進電機
3.5.伺服電機
3.6.泵類電機
電機的基本原理與特性
1.罩極電機
2.串激電機
3.直流無刷電機
3.1定義
3.2原理與構造
3.3接線
3.4特性
4.步進電機（案例）
4.1定義
4.2原理與構造
4.3接線
4.4特性
5.伺服電機
6.泵類電機

電機的發展大體上可以分為四個階段：直流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機、交流(liu)電(dian)(dian)(dian)(dian)機、控制電(dian)(dian)(dian)(dian)機、特種電(dian)(dian)(dian)(dian)機。

電機發展歷史年鑒

1820年，丹麥物理學家奧斯特(te)（Oersted）發(fa)現了電(dian)流在磁場中受機械力的作用，即電(dian)流的磁效應

1821年，英國科(ke)學家(jia)法拉第(Faraday)總(zong)結了載(zai)流(liu)導體在磁場內受力(li)并發生機(ji)械運(yun)動的(de)現象，法拉第的(de)試驗模(mo)型可以認為是現代直流(liu)電動機(ji)的(de)雛形

1824年(nian)，阿拉果(guo)（Arago）發(fa)現了(le)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場，為(wei)交流感應(ying)電動機(ji)的(de)(de)發(fa)明奠定了(le)基礎。當時阿拉果(guo)（Arago）轉(zhuan)(zhuan)動一個懸掛著的(de)(de)磁(ci)(ci)針，在磁(ci)(ci)針外圍環(huan)繞一個金屬(shu)圓環(huan)，以研究磁(ci)(ci)針旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)時圓環(huan)所(suo)起的(de)(de)阻尼作(zuo)用，這就是(shi)首次利(li)用機(ji)械力(li)所(suo)產(chan)生的(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場

1825年，發(fa)現(xian)了阿(a)拉(la)果旋轉(zhuan)(zhuan)現(xian)象，根據作用力(li)(li)和反作用力(li)(li)的原理，利用外繞金屬圓(yuan)環的旋轉(zhuan)(zhuan)，阿(a)拉(la)果使懸掛的磁針得到一定的偏轉(zhuan)(zhuan)，這個現(xian)象實質上就是以后(hou)多相感(gan)應電動機的工(gong)作基礎(chu)

1831年，法拉第發(fa)現了電(dian)磁(ci)感應(ying)定律，并(bing)發(fa)明了單極直流(liu)電(dian)機

1832年，人們(men)知道了(le)單(dan)相交流發電(dian)(dian)機。由(you)于生產(chan)上沒(mei)什(shen)么需要，加上當時科(ke)學水平的(de)限(xian)制，人們(men)對交流電(dian)(dian)還(huan)不很了(le)解，所以交流電(dian)(dian)機實(shi)質上沒(mei)什(shen)么發展

1833年，法國發明家(jia)皮克(ke)西（Pixii）制成了(le)(le)第一(yi)臺旋轉磁(ci)極式直流發電(dian)機(ji)，主要利用了(le)(le)磁(ci)鐵和(he)線圈之間(jian)的(de)相對運動和(he)一(yi)個換(huan)向(xiang)裝置，這就是(shi)現代直流發電(dian)機(ji)的(de)雛形(xing)。楞次已(yi)經證明了(le)(le)電(dian)機(ji)的(de)可逆原理

1833～1836年(nian)，美(mei)國人奧蒂斯設(she)計和制造(zao)了(le)第一臺ARBOR步(bu)進(jin)電機生產率為(wei)35米3／時

1834年，俄(e)國物理學家(jia)雅可比（Якоби）設計并制成(cheng)了第一臺實用(yong)的(de)(de)直流電(dian)動(dong)機，該電(dian)動(dong)機有15瓦，由一組靜止的(de)(de)磁極(ji)(ji)和一組可以轉動(dong)的(de)(de)磁極(ji)(ji)組成(cheng)；依靠兩組磁極(ji)(ji)之(zhi)間的(de)(de)電(dian)磁力和換(huan)向器(qi)的(de)(de)換(huan)向作(zuo)用(yong)，得到了連(lian)續的(de)(de)旋轉運(yun)動(dong)

1838年(nian)，雅可比把(ba)改進的直流電動機(ji)裝(zhuang)在一條小船上

1850年，美(mei)國發明家佩奇（Page）制造了一(yi)臺(tai)10馬力的直流電動機，用來驅動有軌電車

1851年，辛斯坦得首先提(ti)出（1863年再次(ci)(ci)由(you)華(hua)爾德提(ti)出）電流代替永磁(ci)(ci)(ci)來勵磁(ci)(ci)(ci)，使磁(ci)(ci)(ci)場得以(yi)初步加強。由(you)希(xi)奧爾特首先提(ti)出（1866~1867年再次(ci)(ci)由(you)華(hua)爾德和西門子(zi)提(ti)出）用(yong)蓄電池他勵發展到自勵，最終地(di)解決了加強勵磁(ci)(ci)(ci)的問題

1857年，英(ying)國電學家惠斯通（Wheatstone）發(fa)明了用伏打(da)電池勵磁的發(fa)電機(ji)

1860年，潘啟(qi)諾梯（Pacinotti）在電動機的(de)模型中提(ti)出環(huan)形(xing)電樞(shu)繞組的(de)結構(gou)，由于銅線的(de)利用變差沒有受到人們的(de)重視

1864年，英國特理學家麥(mai)克(ke)斯韋(wei)（Maxwell）提出了麥(mai)克(ke)斯韋(wei)方程組，創(chuang)立了完整的經典電(dian)磁學理論體系(xi)，為電(dian)機(ji)電(dian)磁場分(fen)析奠定基礎

1867年，馬克斯威爾對自(zi)勵現象(xiang)作出了數學分(fen)析，是(shi)電機(ji)理論中的第一篇經(jing)典論文(wen)。德(de)國工程師(shi)西門子（Siemens）制造了第一臺自(zi)饋式發電機(ji)，甩掉了伏打電池

1870年，格拉姆（Gramme）提出了發(fa)電(dian)(dian)機(ji)環(huan)形閉合電(dian)(dian)樞繞組(zu)的(de)結(jie)構(gou)，由(you)于(yu)環(huan)形繞組(zu)為(wei)分布繞組(zu)，電(dian)(dian)壓(ya)脈動(dong)較(jiao)小，換向和散熱情況均較(jiao)良(liang)好，所以很快取代了T 型繞組(zu)。由(you)于(yu)對這二種(zhong)結(jie)構(gou)進(jin)行對比的(de)結(jie)果(guo)，終于(yu)使電(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)可逆原理為(wei)公眾(zhong)所接受，從此發(fa)電(dian)(dian)機(ji)和電(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)發(fa)展合二為(wei)一

1871年，凡．麥爾準(zhun)發(fa)明了交流發(fa)電機

1873年，由海夫納-阿爾泰涅克(ke)提出(chu)鼓型(xing)電(dian)樞(shu)繞(rao)組，既具(ju)有T型(xing)和環(huan)形電(dian)樞(shu)繞(rao)組的優點，又免除了它們(men)的缺(que)點；因為鼓型(xing)電(dian)樞(shu)繞(rao)組實質上就是T型(xing)電(dian)樞(shu)繞(rao)組的分(fen)布化。麥(mai)克(ke)斯韋出(chu)版《電(dian)磁通論》

1876年，亞(ya)勃羅契訶夫首次采用交流發電(dian)機和(he)開磁路式串聯(lian)變壓器，來供電(dian)給(gei)他(ta)所發明(ming)的“電(dian)燭”，是交流電(dian)用于照明(ming)系統的開始(shi)

1878年(nian)，為(wei)了加強繞組(zu)的(de)(de)機械固定和減少銅線內部的(de)(de)渦流(liu)耗損，繞組(zu)的(de)(de)有效部分放(fang)到鐵心的(de)(de)槽中

1879年，拜依(yi)萊（Bailey）首次用(yong)電(dian)的(de)(de)辦法(fa)獲得了(le)旋轉磁場(chang)，采(cai)用(yong)依(yi)次變(bian)動四個磁極上的(de)(de)勵磁電(dian)流的(de)(de)方(fang)法(fa)，如果(guo)在四個磁場(chang)的(de)(de)中間(jian)放一個銅盤(pan)，由(you)于感應渦流的(de)(de)作用(yong)，銅盤(pan)將隨(sui)著磁場(chang)的(de)(de)變(bian)動而(er)旋轉，這就(jiu)是最初的(de)(de)感應電(dian)動機

1880年，愛迪生（Edison）提(ti)(ti)出(chu)(chu)采用迭片(pian)鐵心(xin)；這樣就大(da)大(da)減少了(le)鐵心(xin)損耗，同時(shi)降(jiang)低了(le)電(dian)樞繞(rao)組的(de)(de)溫升(sheng)。同年，馬克西提(ti)(ti)出(chu)(chu)將鐵心(xin)分成幾迭，每迭之間留出(chu)(chu)一(yi)定寬度的(de)(de)通風槽(cao)以加強散熱。使得直流電(dian)機的(de)(de)電(dian)磁負荷、單(dan)機容(rong)量和效率(lv)都提(ti)(ti)高到前所未有的(de)(de)水(shui)平；這樣，換向器上的(de)(de)火花(hua)問題就成為當時(shi)的(de)(de)突出(chu)(chu)問題

1882年，臺勃(bo)萊茲（Deprez）把米斯(si)巴(ba)哈(ha)水電(dian)站發出的(de)(de)2千瓦直流電(dian)能(neng)，通過一條(tiao)57公里長的(de)(de)輸電(dian)線送到慕尼黑(hei)，從而(er)證明了遠距離(li)輸電(dian)的(de)(de)可能(neng)性。臺勃(bo)萊茲的(de)(de)試驗，為電(dian)能(neng)和電(dian)機(ji)的(de)(de)應用打開了廣闊的(de)(de)前(qian)景(jing)。是直流電(dian)機(ji)發展史上的(de)(de)一個(ge)重要(yao)轉折點

1883年，臺勃萊茲在(zai)巴黎科學(xue)院(yuan)提(ti)出，把(ba)二個在(zai)時(shi)間和空間上各自相差1/4周期的交變磁場合成，就可以得到一個旋轉磁場

1884年，曼奇斯（Menges）發明了(le)補償(chang)繞(rao)組(zu)和(he)換(huan)向極，促進了(le)電、磁(ci)負荷和(he)單(dan)機容量的(de)(de)進一步提高(gao)，而容量繼(ji)續提高(gao)的(de)(de)主要困難和(he)限制，仍然是換(huan)向器上(shang)的(de)(de)火花問題。霍(huo)普金生兄弟發明了(le)具(ju)有閉(bi)合磁(ci)路的(de)(de)變壓器

1885年(nian)，齊波諾斯基（Zipernowski）、得(de)利（Deri）和(he)勃(bo)拉(la)第(di)（Blathy）三人(ren)提出了(le)(le)心式和(he)殼式結構(gou)，使得(de)單相變壓器在(zai)照明系統中得(de)到(dao)了(le)(le)一定的應(ying)用。弗拉(la)利斯（Ferraris）發現二(er)相電流可以構(gou)成旋轉磁場。在(zai)不知前(qian)人(ren)研究成果(guo)的情(qing)況下，弗拉(la)利斯得(de)出了(le)(le)與拜依萊和(he)臺勃(bo)萊茲同樣的結論；并且進(jin)一步把利用交流電來(lai)產生旋轉磁場，和(he)利用銅盤(pan)來(lai)產生感應(ying)渦流這兩(liang)個思想結合起來(lai)，制成了(le)(le)第(di)一臺二(er)相感應(ying)電動機(ji)。福(fu)勃(bo)斯（Forbs）提出用炭粉來(lai)做電刷。使得(de)火(huo)花問(wen)題暫告緩和(he)

1886年，霍(huo)普(pu)金生(sheng)兄弟（John and Edward hopkinson）確立了磁路的歐姆定律，使得人(ren)們能夠自覺(jue)地來(lai)設計電機的磁路

1888年(nian)，弗拉(la)利(li)斯在意大利(li)科學院提出了(le)“利(li)用交流電來產生電動(dong)旋(xuan)轉”的(de)經典論文。同一(yi)時期(qi)（1886~1888年(nian)），特斯拉(la)亦獨立(li)地從事(shi)于旋(xuan)轉磁場的(de)研究和(he)(he)試驗(yan)，而且和(he)(he)弗拉(la)利(li)斯互(hu)不相涉和(he)(he)幾(ji)乎同時地發明了(le)感應電動(dong)機(ji)

1889年，多利沃-多勃(bo)羅夫斯基提出(chu)采用三(san)相(xiang)制(zhi)的建議(yi)，證明三(san)相(xiang)交流電(dian)也可以(yi)產生旋轉磁場，同時設計(ji)和(he)制(zhi)出(chu)了(le)第一臺(tai)三(san)相(xiang)變壓器和(he)三(san)相(xiang)感應電(dian)動機

1891年(nian)，阿諾(nuo)爾德(de)（Arnold）建(jian)立了直(zhi)流電(dian)樞繞組的理(li)論，使直(zhi)流電(dian)機(ji)的設計和計算建(jian)立在更加(jia)科學(xue)的基(ji)礎上。三相制(zhi)就迅速的被推廣使用(yong)

1893年左右，開耐(nai)萊（Kenelly）和司坦麥茨（Steinmetz）開始利(li)用復數(shu)和向量來(lai)分析交(jiao)流電(dian)路

1894年(nian)，海(hai)蘭（Heyland）提出“多相(xiang)(xiang)感(gan)應(ying)電機和變壓器性能的(de)圖解(jie)確定法”的(de)論(lun)文，是感(gan)應(ying)電機理(li)論(lun)中(zhong)的(de)第一(yi)篇經(jing)典性論(lun)文。同年(nian)，弗(fu)拉(la)(la)利斯已(yi)經(jing)采用(yong)把脈振磁(ci)場分解(jie)為(wei)二個大小相(xiang)(xiang)等、轉向(xiang)相(xiang)(xiang)反的(de)旋轉磁(ci)場的(de)辦法來分析單相(xiang)(xiang)感(gan)應(ying)電動機；雖然(ran)弗(fu)拉(la)(la)利斯所(suo)得的(de)結果仍不免于錯誤，但(dan)是他所(suo)用(yong)的(de)方法，卻對旋轉電機的(de)理(li)論(lun)分析有著(zhu)不可(ke)磨(mo)滅的(de)貢獻(xian)，這(zhe)種方法以后被(bei)稱(cheng)為(wei)雙旋轉磁(ci)場理(li)論(lun)

1895年(nian)，波梯(ti)（Potier）和喬治（Goege）建立了交軸磁(ci)場(chang)理(li)論

1899年，在研究凸(tu)極同步電(dian)(dian)動機的(de)電(dian)(dian)樞反應(ying)時，勃朗(lang)臺(tai)爾(er)（Blondel）提(ti)出雙反應(ying)理(li)論(lun)；這個理(li)論(lun)后來(lai)被道黑提(ti)（Doherty）、尼(ni)古(gu)爾(er)（Nickle）和派克(ke)（Park）等(deng)人所(suo)發展(zhan)，成為現代同步電(dian)(dian)機理(li)論(lun)的(de)基礎

1913年(nian)，福提斯古（Fortescue）開(kai)始分析(xi)感應電(dian)動機的(de)不對稱情況

1918年，福提斯古(gu)提出了(le)求解三相(xiang)不對稱(cheng)問(wen)題的對稱(cheng)分量法

1920年，英國人(ren)所開發(fa)步進(jin)電(dian)機

1920~1940年許(xu)多學者（Drefus, Punga, Fritz, Moller, Heller）對雙籠和深槽電機的(de)理論(lun)和計算方法，諧(xie)波磁場 所(suo)產生(sheng)(sheng)的(de)寄生(sheng)(sheng)轉矩，異步電機的(de)噪(zao)音等問題進行了(le)一(yi)系列研究

1926~1930年，道黑(hei)提和(he)尼古(gu)爾二人先后提出了(le)五篇(pian)經典性論文，發展了(le)勃(bo)朗臺爾的雙反應理論，求出了(le)穩(wen) 態和(he)暫態時(shi)同步電(dian)機(ji)的功角(jiao)特(te)性，和(he)三相、單相突然(ran)短路電(dian)流

1929年(nian)，派克(ke)利(li)用坐標變換和(he)算(suan)子(zi)法，導出(chu)了(le)暫(zan)態時同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)的電(dian)勢方(fang)程和(he)算(suan)子(zi)阻抗。同(tong)一(yi)時期，許多學 者又深入地研究了(le)同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)內部的磁場分布，得出(chu)了(le)各(ge)種電(dian)抗的計算(suan)公式和(he)測定方(fang)法。所(suo)有這些(xie)工作，使(shi) 得同(tong)步電(dian)機(ji)(ji)內部的理論達到了(le)比(bi)較完善的地步

1935~1938年(nian)，克朗（Kron）系統地提出了利用張量分(fen)析來研(yan)究旋轉(zhuan)電機(ji)的方法

1940年前后，出現了一系列新的控制(zhi)電(dian)機，例如電(dian)機放大機，交流測(ce)速發(fa)電(dian)機，回轉(zhuan)變(bian)壓器等。為了滿(man)足 控制(zhi)系統的要求，自整角機的精度和(he)伺(si)服電(dian)動機的性(xing)能亦有很大的提高。同一時期(qi)，小型分(fen)馬力(li)電(dian)機的理 論(lun)已有較大的發(fa)展。

1950年代(dai)后期晶體(ti)管的(de)發明也(ye)逐漸應(ying)用在步進電機上(shang)

1950~1960年，許多學者進一步(bu)研究了同步(bu)電(dian)機和感應電(dian)機的(de)電(dian)磁—機械(xie)暫態。由于利用了物理模(mo)(mo)型和模(mo)(mo)擬(ni) 計算(suan)機，使得許多復雜(za)的(de)電(dian)機動態運行問題得到了解決(jue)

1958年，英國(guo)Bristol大(da)學的G.H.Rawcliffe等(deng)提出極幅調制繞(rao)組(稱為(wei)P.A.M 繞(rao)組)

1959年起，逐步建立起機電能量轉換(huan)的新體(ti)系

1970年，英國Leeds大學(xue)步進(jin)電(dian)機研究小(xiao)組(zu)首(shou)創一(yi)個開關(guan)磁阻電(dian)機（Switched Reluctance Motor, SRM）雛 形，這是(shi)關(guan)于開關(guan)磁阻電(dian)機最早的研究

1972年，進一步(bu)對(dui)帶半導體開關(guan)的小(xiao)功率開關(guan)磁阻電動機(ji)（10w～1kw）進行了研究

1975年，開關磁阻電(dian)(dian)機有了實(shi)質性的進展，并一(yi)直發展到(dao)可以(yi)為50kw的電(dian)(dian)瓶汽車提供裝置

1980年在英國(guo)成立了開關磁(ci)阻電機驅動裝(zhuang)置有限公司（SRD Ltd.），專門進行(xing)SRD系(xi)統的研究、開發和設計

1983年，英國（SRD Ltd.）首先推出了開(kai)關磁阻電機SRD系列產品(pin)，該產品(pin)命名為OULTON

1984年(nian)，TASC驅動(dong)系統公司也(ye)推出了他(ta)們的產(chan)品。另(ling)外(wai)SRD Ltd. 研制了一種(zhong)適用(yong)于有軌(gui)電車的驅動(dong)系統，到1986年(nian)已運行500km

1992年，美國著名電(dian)機專家T.A.Lipo等人首(shou)先提(ti)出雙凸極永磁電(dian)機