新型低速電機的工作原理

我在飛

1.低速電機的特點
　　長期以來，大家所熟悉的電機轉速為2880r/min，1440r/min、960r/min等等。這些電機，欲用于拖動設備運行，必須與減速機配套使用。而低速電機則是一種機電一體化產品，它的輸出轉速通常為100r/min以下，最低可達到2r/min，因此不需減速機便可直接驅動設備運行。低速電機的體積相當于同類型普通電機，由于它的輸出軸要承受較大的扭矩，通常其直徑比較粗(相似于普通減速機的輸出軸直徑)。
　　低速電機不僅淘汰了笨重的減速機，而且減少了因傳動機構所造成的功率損失，提高了設備的安裝精度和傳動效率，使用維修更簡便，控制方式與普通電機一樣，可連續運行，亦可頻繁正反轉，振動小、噪聲低、不漏油、壽命長，是傳統電機與減速機的理想替代產品。
　　2.低速電機的結構
　　低速電機是由普通電機與特制的變速機構置于一體內來實現低速的，其結構見圖1。
輸出軸1與低速轉子2固聯，低速轉子與柔輪3之間由內嚙合齒輪傳動，并一起作低速轉動。剛輪除與機體剛性聯接外，還與柔輪形成一對內嚙合齒輪傳動副。諧波發生器的外圈為柔性軸承，安裝在柔輪內，并與高速轉子固聯，當諧波發生器隨高速轉子高速運轉時，柔性軸承也隨之在柔輪內運轉，由于柔性軸承內裝有長短軸相差約為2mm的橢圓形輪盤，諧波發生器迫使柔輪呈橢圓狀運轉；柔輪中橢圓長軸上的齒與剛輪上的齒相嚙合，利用剛輪與柔輪這一對嚙合齒輪的齒數差，即可獲得所需要的較大的減速比，實現柔輪的低速運轉。柔輪同時驅動低速轉子與輸出軸實現平穩的低速轉動。低速電機的風葉9、風罩8等其它所有配件可與同類型普通電機通用。
　　3.低速電機的工作原理
　　與普通電機一樣，定子通以三相電(或二相電)產生旋轉磁場，高速轉子在磁場的作用下高速旋轉，并帶動諧波發生器在柔輪內旋轉，柔輪上的齒與剛輪上的齒相嚙合。由于諧波發生器的作用，使柔輪在旋轉中產生雙波變形波。若剛輪齒數為z1，則柔輪齒數為z2=z1-2。當高速轉子轉速為n1時，則低速轉子的轉速n2=2n1/z2。
　　例如n1=1400r/min，z2=200，則n2=2×1400/200=14r/min，由此電機便獲得低速運轉。
　　普通齒輪副的齒，傳動時是一側相嚙合，而雙波齒輪則兩側相嚙合。
圖2a和b分別為內嚙合普通齒輪1、2和低速電機內的剛、柔輪3、4工作時受力示意簡圖。顯而易見，在其它條件相同的情況下，雙波變形齒輪嚙合所產生的扭矩是普通齒輪的2倍，因此在負載一定情況下剛輪和柔輪的使用壽命也就更長。
　　由于低速電機的設計功能為：①輸出扭矩大，可以直接驅動機構設備；②轉速低，使得運轉平穩，噪聲小；③體積和重量不到普通同類型電機與減速機之和的一半，使拆裝維修更方便；④傳動系統可簡化，配套設備更安全、美觀；⑤效率高達65%左右，功率因素可達0.65～0.85，能源利用率高。所以低速電機已在輕工機械、紡織機械、冶金機械、醫療器械、食品機械、農業機械、環保設備等眾多領域中選用，普及推廣使用低速電機是各行各業技術進步的必然趨勢。

戰神

又長知識了 謝謝

狗娃子

問樓主一個電機問題：關于永磁和感應高速電機的優劣有何高見，請賜教。

我在飛

對于此問題實在不敢妄言，狗娃兄弟是這方面強項，還望多指教。

隨風而去

長知識了！頂！~~~~~~~~~~~~

狗娃子

樓主真客氣啊。俺對電氣一點不懂，只關心材料問題。聽一些人說永磁的好，損耗小，就是磁鐵易碎，轉子不好做，國外用的是碳纖維包裹，這點國內好像搞不定（這才是俺關心的重點，呵呵）。感應的除了損耗較大，好像還有什么問題，具體的是啥俺一直沒搞明白。

卓信

我畢設做的就是這個。 不過我們叫嚙合式電機， 是一個國家自然科學基金項目 。

最大特點就是把電動機和減速器相結合在一起， 實現了低轉速 、輸出扭矩大的特點 。

不過到現在為止控制還不是很理想 ，所以一直未能實現市場化。

黃連苦

回3樓
感應電動機一般速度都不會高，基本都在３０００r/min以下，永磁的可以達到２００００r/min，我現在也是外行，不知道有沒有說錯．

我在飛

狗娃大俠你好

不是客氣。我對永磁高速電機了解甚少。其在常見設備上應用的不多，我只見過小功率的永磁高速電機。感應高速電機現在很多機械設備上廣泛使用，功率覆蓋范圍較寬。是通過提高電源頻率提高同步轉速，現很多主軸電機可工作在300Hz電源，同步轉速1.8萬轉每分鐘。
關于他們的優缺點還望大家多多討論。

linfeng21st

這個低速高轉矩電機在電梯行業這幾年也出現過。
但這篇文章的主要意思還是在電機輸出軸上集成了減速裝置（只是做的小了，可以放在電機殼體內），但是如果這樣的話不知道作者有沒有考慮大功率/大轉矩輸出時如何做？大轉矩的輸出需要的齒輪強度/體積等恐怕不能集成到電機殼體，這也是需要減速箱增大輸出轉矩的原因。
以前看見過一篇文章，直接設計大轉矩低轉速的電機（不集成齒輪）用在電梯上（一部電梯使用的功率/轉矩基本固定），現在也有產品出來，我覺得是一個方向。