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標(biāo)題: 新型低速電機(jī)的工作原理 [打印本頁(yè)]

作者: 我在飛 時(shí)間: 2007-10-14 11:55
標(biāo)題: 新型低速電機(jī)的工作原理
1.低速電機(jī)的特點(diǎn)
　　長(zhǎng)期以來(lái)，大家所熟悉的電機(jī)轉(zhuǎn)速為2880r/min，1440r/min、960r/min等等。這些電機(jī)，欲用于拖動(dòng)設(shè)備運(yùn)行，必須與減速機(jī)配套使用。而低速電機(jī)則是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品，它的輸出轉(zhuǎn)速通常為100r/min以下，最低可達(dá)到2r/min，因此不需減速機(jī)便可直接驅(qū)動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。低速電機(jī)的體積相當(dāng)于同類型普通電機(jī)，由于它的輸出軸要承受較大的扭矩，通常其直徑比較粗(相似于普通減速機(jī)的輸出軸直徑)。
　　低速電機(jī)不僅淘汰了笨重的減速機(jī)，而且減少了因傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所造成的功率損失，提高了設(shè)備的安裝精度和傳動(dòng)效率，使用維修更簡(jiǎn)便，控制方式與普通電機(jī)一樣，可連續(xù)運(yùn)行，亦可頻繁正反轉(zhuǎn)，振動(dòng)小、噪聲低、不漏油、壽命長(zhǎng)，是傳統(tǒng)電機(jī)與減速機(jī)的理想替代產(chǎn)品。
　　2.低速電機(jī)的結(jié)構(gòu)
　　低速電機(jī)是由普通電機(jī)與特制的變速機(jī)構(gòu)置于一體內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)低速的，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。
輸出軸1與低速轉(zhuǎn)子2固聯(lián)，低速轉(zhuǎn)子與柔輪3之間由內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，并一起作低速轉(zhuǎn)動(dòng)。剛輪除與機(jī)體剛性聯(lián)接外，還與柔輪形成一對(duì)內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)副。諧波發(fā)生器的外圈為柔性軸承，安裝在柔輪內(nèi)，并與高速轉(zhuǎn)子固聯(lián)，當(dāng)諧波發(fā)生器隨高速轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，柔性軸承也隨之在柔輪內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，由于柔性軸承內(nèi)裝有長(zhǎng)短軸相差約為2mm的橢圓形輪盤(pán)，諧波發(fā)生器迫使柔輪呈橢圓狀運(yùn)轉(zhuǎn)；柔輪中橢圓長(zhǎng)軸上的齒與剛輪上的齒相嚙合，利用剛輪與柔輪這一對(duì)嚙合齒輪的齒數(shù)差，即可獲得所需要的較大的減速比，實(shí)現(xiàn)柔輪的低速運(yùn)轉(zhuǎn)。柔輪同時(shí)驅(qū)動(dòng)低速轉(zhuǎn)子與輸出軸實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的低速轉(zhuǎn)動(dòng)。低速電機(jī)的風(fēng)葉9、風(fēng)罩8等其它所有配件可與同類型普通電機(jī)通用。
　　3.低速電機(jī)的工作原理
　　與普通電機(jī)一樣，定子通以三相電(或二相電)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，高速轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)的作用下高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)諧波發(fā)生器在柔輪內(nèi)旋轉(zhuǎn)，柔輪上的齒與剛輪上的齒相嚙合。由于諧波發(fā)生器的作用，使柔輪在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生雙波變形波。若剛輪齒數(shù)為z1，則柔輪齒數(shù)為z2=z1-2。當(dāng)高速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n1時(shí)，則低速轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n2=2n1/z2。
　　例如n1=1400r/min，z2=200，則n2=2×1400/200=14r/min，由此電機(jī)便獲得低速運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　普通齒輪副的齒，傳動(dòng)時(shí)是一側(cè)相嚙合，而雙波齒輪則兩側(cè)相嚙合。
圖2a和b分別為內(nèi)嚙合普通齒輪1、2和低速電機(jī)內(nèi)的剛、柔輪3、4工作時(shí)受力示意簡(jiǎn)圖。顯而易見(jiàn)，在其它條件相同的情況下，雙波變形齒輪嚙合所產(chǎn)生的扭矩是普通齒輪的2倍，因此在負(fù)載一定情況下剛輪和柔輪的使用壽命也就更長(zhǎng)。
　　由于低速電機(jī)的設(shè)計(jì)功能為：①輸出扭矩大，可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)備；②轉(zhuǎn)速低，使得運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小；③體積和重量不到普通同類型電機(jī)與減速機(jī)之和的一半，使拆裝維修更方便；④傳動(dòng)系統(tǒng)可簡(jiǎn)化，配套設(shè)備更安全、美觀；⑤效率高達(dá)65%左右，功率因素可達(dá)0.65～0.85，能源利用率高。所以低速電機(jī)已在輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、冶金機(jī)械、醫(yī)療器械、食品機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、環(huán)保設(shè)備等眾多領(lǐng)域中選用，普及推廣使用低速電機(jī)是各行各業(yè)技術(shù)進(jìn)步的必然趨勢(shì)。

作者: 戰(zhàn)神 時(shí)間: 2007-10-14 12:06
又長(zhǎng)知識(shí)了謝謝

作者: 狗娃子 時(shí)間: 2007-10-14 16:17
問(wèn)樓主一個(gè)電機(jī)問(wèn)題：關(guān)于永磁和感應(yīng)高速電機(jī)的優(yōu)劣有何高見(jiàn)，請(qǐng)賜教。

作者: 我在飛 時(shí)間: 2007-10-14 21:53
對(duì)于此問(wèn)題實(shí)在不敢妄言，狗娃兄弟是這方面強(qiáng)項(xiàng)，還望多指教。

作者: 隨風(fēng)而去 時(shí)間: 2007-10-15 05:03
長(zhǎng)知識(shí)了！頂！~~~~~~~~~~~~

作者: 狗娃子 時(shí)間: 2007-10-15 09:43
樓主真客氣啊。俺對(duì)電氣一點(diǎn)不懂，只關(guān)心材料問(wèn)題。聽(tīng)一些人說(shuō)永磁的好，損耗小，就是磁鐵易碎，轉(zhuǎn)子不好做，國(guó)外用的是碳纖維包裹，這點(diǎn)國(guó)內(nèi)好像搞不定（這才是俺關(guān)心的重點(diǎn)，呵呵）。感應(yīng)的除了損耗較大，好像還有什么問(wèn)題，具體的是啥俺一直沒(méi)搞明白。

作者: 卓信 時(shí)間: 2007-10-15 10:00
我畢設(shè)做的就是這個(gè)。不過(guò)我們叫嚙合式電機(jī)，是一個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目。

最大特點(diǎn)就是把電動(dòng)機(jī)和減速器相結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速、輸出扭矩大的特點(diǎn) 。

不過(guò)到現(xiàn)在為止控制還不是很理想，所以一直未能實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化。

作者: 黃連苦 時(shí)間: 2007-10-15 20:02
回3樓
感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一般速度都不會(huì)高，基本都在３０００r/min以下，永磁的可以達(dá)到２００００r/min，我現(xiàn)在也是外行，不知道有沒(méi)有說(shuō)錯(cuò)．

作者: 我在飛 時(shí)間: 2007-10-15 21:27
狗娃大俠你好

不是客氣。我對(duì)永磁高速電機(jī)了解甚少。其在常見(jiàn)設(shè)備上應(yīng)用的不多，我只見(jiàn)過(guò)小功率的永磁高速電機(jī)。感應(yīng)高速電機(jī)現(xiàn)在很多機(jī)械設(shè)備上廣泛使用，功率覆蓋范圍較寬。是通過(guò)提高電源頻率提高同步轉(zhuǎn)速，現(xiàn)很多主軸電機(jī)可工作在300Hz電源，同步轉(zhuǎn)速1.8萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘。
關(guān)于他們的優(yōu)缺點(diǎn)還望大家多多討論。

作者: linfeng21st 時(shí)間: 2007-11-4 09:25
這個(gè)低速高轉(zhuǎn)矩電機(jī)在電梯行業(yè)這幾年也出現(xiàn)過(guò)。
但這篇文章的主要意思還是在電機(jī)輸出軸上集成了減速裝置（只是做的小了，可以放在電機(jī)殼體內(nèi)），但是如果這樣的話不知道作者有沒(méi)有考慮大功率/大轉(zhuǎn)矩輸出時(shí)如何做？大轉(zhuǎn)矩的輸出需要的齒輪強(qiáng)度/體積等恐怕不能集成到電機(jī)殼體，這也是需要減速箱增大輸出轉(zhuǎn)矩的原因。
以前看見(jiàn)過(guò)一篇文章，直接設(shè)計(jì)大轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速的電機(jī)（不集成齒輪）用在電梯上（一部電梯使用的功率/轉(zhuǎn)矩基本固定），現(xiàn)在也有產(chǎn)品出來(lái)，我覺(jué)得是一個(gè)方向。

作者: 聶俊 時(shí)間: 2007-11-6 18:56
我剛好買(mǎi)了一個(gè)用在拋光機(jī)上,加上變頻器調(diào)速來(lái)拖動(dòng)治具,但本人對(duì)電不是內(nèi)行,只是受教了,謝謝!

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