展示與講述：交流可逆電機(jī)和交流電磁制動(dòng)電機(jī)

交流電機(jī)具有相同的工作原理，但通過(guò)稍微改變其設(shè)計(jì)，您可以修改其特性以更好地適應(yīng)某些應(yīng)用。在上一篇文章中，我重點(diǎn)介紹了用于單向應(yīng)用的交流感應(yīng)電機(jī)。在本文中，我將解釋是什么讓交流可逆電機(jī)和交流電磁制動(dòng)電機(jī)成為啟動(dòng)/停止、反轉(zhuǎn)或垂直應(yīng)用的理想選擇，并演示如何操作它們。

可逆電機(jī)

首先，讓我們了解為什么可逆電機(jī)被稱為可逆電機(jī)以消除任何混淆。所有永久分裂電容器型交流電機(jī)都是可逆的。然而，感應(yīng)電機(jī)不能立即反轉(zhuǎn)，因?yàn)樗鼈冃枰韧耆Ｖ??？赡骐姍C(jī)可以更快地反轉(zhuǎn)方向。 例如，感應(yīng)電機(jī)可以通過(guò)切換其引線來(lái)反轉(zhuǎn)，但由于與可逆電機(jī)提供的5 轉(zhuǎn)超速相比，它有大約 30 轉(zhuǎn)的超速，如果即時(shí)反轉(zhuǎn)，它們不是最理想的電機(jī)類型。必要的。

超速是通過(guò)測(cè)量一旦斷電電機(jī)停止所需的電機(jī)軸轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)計(jì)算的。牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律說(shuō)，靜止的物體保持靜止，運(yùn)動(dòng)的物體保持運(yùn)動(dòng)；除非施加一些外力，例如摩擦。與帶制動(dòng)摩擦的可逆電機(jī)相比，感應(yīng)電機(jī)內(nèi)部唯一產(chǎn)生摩擦的部件是滾珠軸承，因此感應(yīng)電機(jī)的超限運(yùn)行時(shí)間要長(zhǎng)得多。

與感應(yīng)電機(jī)的設(shè)計(jì)比較

感應(yīng)電機(jī)和可逆電機(jī)之間的主要設(shè)計(jì)區(qū)別在于增加了摩擦制動(dòng)器（如上圖所示），這使得可逆電機(jī)能夠大幅減少超速并執(zhí)行啟動(dòng)/停止和反轉(zhuǎn)操作。彈簧持續(xù)將摩擦制動(dòng)器壓在電樞上，并在命令停止時(shí)減少電機(jī)超速。摩擦制動(dòng)器產(chǎn)生的保持力矩僅為電機(jī)輸出力矩的10%左右。這個(gè)扭矩可以通過(guò)齒輪比來(lái)增加，但它是為了減少超速而設(shè)計(jì)的；不得垂直承載重物。

另一個(gè)設(shè)計(jì)差異是平衡繞組的使用。這意味著初級(jí)繞組和次級(jí)繞組具有相同的電阻和電感。這允許相等的扭矩，而不管哪一相通電，或者電機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向。結(jié)合摩擦制動(dòng)器，這 2 個(gè)功能允許在飛行中改變方向。

操作原理

當(dāng)向定子中的銅繞組供電時(shí)，轉(zhuǎn)子周圍會(huì)以交流振蕩的速度產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。根據(jù)弗萊明左手定則，移動(dòng)磁場(chǎng)在鋼轉(zhuǎn)子中的鋁條（導(dǎo)體）上感應(yīng)出電流，從而產(chǎn)生自己的反向磁場(chǎng)（楞次定律）。來(lái)自轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)隨后與來(lái)自定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。

接線

這是單相可逆電機(jī)的接線圖（與單相感應(yīng)電機(jī)相同）。 由于三相電機(jī)通常與逆變器或 VFD 一起使用以進(jìn)行連續(xù)速度控制，因此三相可逆電機(jī)并不常見。 僅供參考，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是從電機(jī)的輸出軸側(cè)看時(shí)指示的。

雖然操作理論應(yīng)該與市場(chǎng)上所有單相永久分離電容器型交流電機(jī)相同，但引線顏色可能不同。

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的 3 線電機(jī)，引線顏色為白色、紅色和黑色。黑色始終連接到中性 (N)。白色和黑色都連接到專用電容器的 2 個(gè)端子。當(dāng)火線 (L) 通過(guò)電容器端子連接到黑色或紅色時(shí)，電機(jī)將開始按預(yù)期方向旋轉(zhuǎn)。對(duì)于接線盒型電機(jī)，操作原理是相同的。但是，端子標(biāo)記為 Z2、U2 和 U1。

電容器

對(duì)于單相電機(jī)，電容器對(duì)其啟動(dòng)操作至關(guān)重要。如果沒(méi)有電容器提供的啟動(dòng)扭矩，您將不得不通過(guò)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸來(lái)幫助啟動(dòng)電機(jī)。這有點(diǎn)像老式飛機(jī)上的舊螺旋槳。確保不要忘記正確連接電容器。在我擔(dān)任技術(shù)支持工程師期間，這是一個(gè)非常常見的故障排除案例。

以下是 4 端子型電容器和單相電機(jī)的接線示例。

這是一個(gè)演示視頻，向您展示標(biāo)準(zhǔn)接線的樣子。

< >恒速電機(jī)的特點(diǎn)和類型

電磁剎車電機(jī)

電磁制動(dòng)電機(jī)與可逆電機(jī)類似，是一種帶有斷電激活電磁制動(dòng)器的可逆電機(jī)。由于基礎(chǔ)電機(jī)是可逆電機(jī)，因此占空比相同，均為 50%（最長(zhǎng)連續(xù)運(yùn)行 30 分鐘）。不同之處在于電磁制動(dòng)電機(jī)提供更短的超速和更大的保持扭矩。

電磁制動(dòng)器設(shè)計(jì)用于鎖定電機(jī)軸，以將負(fù)載固定到位。它還將超限從 30 轉(zhuǎn)減少到大約 2 轉(zhuǎn)。對(duì)于啟動(dòng)/停止應(yīng)用，電磁制動(dòng)器的最大操作周期為 50 次/分鐘或更少。對(duì)于更高的運(yùn)行周期，建議使用制動(dòng)組件、離合器和制動(dòng)器類型的電機(jī)或高效步進(jìn)電機(jī)。

與感應(yīng)電機(jī)和可逆電機(jī)相比，電磁制動(dòng)電機(jī)的接線方法稍微復(fù)雜一些，因?yàn)樯婕暗慕M件更多。單相電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)也需要電容器。為變速應(yīng)用提供三相電磁制動(dòng)電機(jī)；由于基本電機(jī)是連續(xù)負(fù)載額定感應(yīng)電機(jī)，而不是負(fù)載有限的可逆電機(jī)。

如果按照上面的接線圖并使用指定的開關(guān)，電磁制動(dòng)器會(huì)在電機(jī)停止時(shí)自動(dòng)接合，并在電機(jī)運(yùn)行時(shí)自動(dòng)脫離。SW1開關(guān)控制電機(jī)功率和制動(dòng)功率，SW2開關(guān)控制電機(jī)方向。

這是一個(gè)演示視頻，向您展示正確的接線方式，包括斷路器、開關(guān)和 CR 電路模塊（用于浪涌抑制）。

超限、占空比比較

下面總結(jié)了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、可逆電動(dòng)機(jī)和電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)之間的主要區(qū)別。

超程值是針對(duì)電機(jī)軸的。添加具有高齒輪比的齒輪箱、增加摩擦或減小負(fù)載慣量都是有助于減少超速的方法。

上述占空比為推薦值。一般來(lái)說(shuō)，只要將電機(jī)外殼溫度保持在 100° C 以下，電機(jī)就可以正常工作。

交流可逆電機(jī)和交流電磁制動(dòng)電機(jī)就是這樣。交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩-速度特性的帖子敬請(qǐng)期待，記得訂閱哦！

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審核編輯黃宇