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(zhuǎn)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(chǎn)品，它的輸出轉(zhuǎn)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(qū)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(xù)運行，亦可頻繁正反轉(zhuǎn),，振動小,、噪聲低、不漏油,、壽命長,，是傳統(tǒng)電機與減速機的理想替代產(chǎn)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(nèi)來實現(xiàn)低速的,，其結構見圖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,，并一起作低速轉(zhuǎn)動,。剛輪除與機體剛性聯(lián)接外,，還與柔輪形成一對內(nèi)嚙合齒輪傳動副。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)，當諧波發(fā)生器隨高速轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)時,，柔性軸承也隨之在柔輪內(nèi)運轉(zhuǎn),，由于柔性軸承內(nèi)裝有長短軸相差約為2mm的橢圓形輪盤，諧波發(fā)生器迫使柔輪呈橢圓狀運轉(zhuǎn),；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(shù)差，即可獲得所需要的較大的減速比,，實現(xiàn)柔輪的低速運轉(zhuǎn),。柔輪同時驅(qū)動低速轉(zhuǎn)子與輸出軸實現(xiàn)平穩(wěn)的低速轉(zhuǎn)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(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,，高速轉(zhuǎn)子在磁場的作用下高速旋轉(zhuǎn),，并帶動諧波發(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,。當高速轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為n1時，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,，由此電機便獲得低速運轉(zhuǎn),。
　　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(nèi)嚙合普通齒輪1、2和低速電機內(nèi)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(chǎn)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(qū)動機構設備,；②轉(zhuǎn)速低，使得運轉(zhuǎn)平穩(wěn),，噪聲�,。虎垠w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(tǒng)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(yī)療器械,、食品機械,、農(nóng)業(yè)機械、環(huán)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(yè)技術進步的必然趨勢,。

戰(zhàn)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(yōu)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(zhuǎn)子不好做，國外用的是碳纖維包裹,，這點國內(nèi)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(xiàn)了低轉(zhuǎn)速 ,、輸出扭矩大的特點 。

不過到現(xiàn)在為止控制還不是很理想 ,，所以一直未能實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(zhuǎn)速,，現(xiàn)很多主軸電機可工作在300Hz電源,，同步轉(zhuǎn)速1.8萬轉(zhuǎn)每分鐘。
關于他們的優(yōu)缺點還望大家多多討論,。

linfeng21st

這個低速高轉(zhuǎn)矩電機在電梯行業(yè)這幾年也出現(xiàn)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(nèi)）,，但是如果這樣的話不知道作者有沒有考慮大功率/大轉(zhuǎn)矩輸出時如何做,？大轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩的原因,。
以前看見過一篇文章,，直接設計大轉(zhuǎn)矩低轉(zhuǎn)速的電機（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，我覺得是一個方向,。