电机类型与结构全解析:从直流到步进的技术图谱

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置,按照不同的分类标准有多种类型,且各类电机的结构也有所不同,以下是一些常见的电机类型及结构介绍:

直流电机

类型:永磁直流电机、他励直流电机、并励直流电机、串励直流电机和复励直流电机等。

结构

  • 定子

    主磁极:产生主磁场。

    换向极:改善换向。

    机座:起支撑和固定作用,也是磁路的一部分。

    电刷装置:与转子上的换向器接触,引入或引出电流。

  • 转子(电枢)

    电枢铁心:电机磁路的一部分,表面冲有槽,用于放置电枢绕组。

    电枢绕组:产生感应电动势和电磁转矩的关键部件。

    换向器:实现直流和交流的转换,保证电机能够连续旋转。

    转轴和风扇:转轴用于支撑转子,风扇用于散热。

交流电机

类型

  • 异步电机:鼠笼式异步电机、绕线式异步电机。

  • 同步电机:永磁同步电机、电励磁同步电机等。

结构

  • 异步电机

    定子:由定子铁心和定子绕组组成。定子铁心一般由 0.35-0.5 毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成,在铁心的内圆冲有均匀分布的槽,用以嵌放定子绕组;定子绕组是电动机的电路部分,通入三相交流电后,能产生旋转磁场。

    转子

    鼠笼式:由转子铁心和鼠笼式转子绕组构成。转子铁心由硅钢片叠成,表面有槽,绕组是由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成,外形像鼠笼。

    绕线式:由转子铁心和绕线式转子绕组构成。转子绕组与定子绕组相似,是一个对称的三相绕组,一般接成星形,三个出线头接到转轴的三个集流环上,再通过电刷与外电路联接。

  • 同步电机

    定子:与异步电机的定子结构类似,由定子铁心和定子绕组构成,主要作用是产生感应电动势和电磁转矩,实现机电能量转换。

    转子

    凸极式:有明显凸出的磁极,磁极上套有励磁绕组,通过直流励磁电流产生磁场。

    隐极式:没有明显的磁极,其磁场是由转子表面的槽内放置的励磁绕组产生的,一般用于高速旋转的同步电机,如汽轮发电机等。

步进电机

类型:反应式步进电机、永磁式步进电机和混合式步进电机。

结构

  • 定子:通常由多个磁极组成,每个磁极上绕有控制绕组,通过控制各绕组的通电顺序和电流大小,来控制电机的转动。

  • 转子

    反应式:由软磁材料制成,依靠磁阻的变化产生转矩。

    永磁式:是永磁体,产生固定的磁场。

    混合式:既包含永磁体又有软磁材料,具有较高的精度和转矩。

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