电机概念及分类介绍

电机概念及分类介绍

电机作为电能的变换装置，在现代工业领域中应用广泛。本文将详细介绍电机的概念、分类及其应用，帮助读者全面了解各种类型电机的特点和应用场景。

一、电机概念介绍

从广义上讲，电机是电能的变换装置，包括旋转电机和静止电机。旋转电机是根据电磁感应原理 实现电能与机械能之间相互转换的一种能量转换装置；静止电机是根据电磁感应定律和磁势平衡原理实 现电压变化的一种电磁装置，也称其为变压器。这里主要介绍旋转电机，旋转电机的种类很多，在现代工业领域中应用及其广泛，可以说，有电能 应用的场合都会有旋转电机的身影。

图一：伺服电机

二、电机分类及应用概述

众所周知，电机是传动及控制系统中的重要组成部分，随着现代科学技术的发展，电机在实际应用 中的重点已经从过去简单的传动向复杂的控制转移；尤其是对电机的速度、位置、转矩的精确控制。但 电机根据不同的应用会有不同的设计和驱动方式。因此人们根据旋转电机的用途，进行了基本的分类。

三、伺服电机

伺服电机广泛应用于各种控制系统中，能够将输入的电压信号转换为电机轴上的机械输出量，拖动 被控元件，从而达到控制目的。

伺服电机的应用现状：

• 橡胶轮胎行业：轮弹簧钢丝机、线切割机、铝包钢丝机等。
• 食品行业：糖度显示仪、大型烤箱、咖啡机等。
• 服装行业：三菱高头机、纺纱机、电脑绣花机、印花机。

图三：绣花机电机

四、步进电机

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构；通俗来说就是当步进电机驱动器接收到一个脉 冲信号时，它就会驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度。

步进电机的应用现状：

• 数控机床制造领域、自动送料机、软盘驱动器、打印机、绘图仪、工业机器手、包装机械、汽车测 试等。

图四：软盘驱动器

五、力矩电机

力矩电机是一种扁平形多极永磁直流电机。其电枢有较多的槽数、换向片数和串联导体数，以降低 转矩脉动和转速脉动。力矩电机有直流力矩电机和交流力矩电机两种。

力矩电机的应用现状：
交流力矩电机又可以分为同步和异步两种，目前常用的是鼠笼型异步力矩电动机，它具有低转速和 大力矩的特点。一般在纺织工业中经常使用交流力矩电机。

图五：力矩电机

六、开关磁阻电机

开关磁阻电机是一种新型调速电机，结构及其简单且坚固，成本低，调速性能优异，是传统控制电 动机强有力竞争者，具有强大的市场潜力。

开关磁阻电机的应用现状：
开关磁阻电机被应用于龙门刨床、锻压机床、纺织机械、造纸机、球磨机、风机 压缩机、抽烟机等。

图六：车用开关磁阻电机

七、无刷直流电机

无刷直流电机是在有刷直流电机的基础上发展起来的，但它的驱动电流是不折不扣的交流。无刷直 流电机为了减少转动惯量，通常采用细长的结构。无刷直流电机在重量和体积上要比有刷直流电机小的 多。

无刷直流电机的应用现状：
无刷直流电机的应用十分广泛，如汽车、工具、工业工控、自动化以及航空航天等等。具体可分为 以下三种主要用途，第一：持续负载应用，如风扇、抽水机、吹风机。第二：可变负载应用，如油泵控 制、发动机控制等。第三：定位应用，应用在大多数工业控制。

图七：无刷直流电机

八、直流电机

直流电机是出现最早的电机，大约在 19 世纪末，其大致可分为有换向器和无换向器两大类。直流 电机有较好的控制特性。直流电机在结构、价格、维护方面都不如交流电机，但直流电机具有调速性能 好、启动容易、可载重启动等优点而被广泛应用。

直流电机的应用现状：
生活方面，被用于很多电动产品，如风扇、刮胡刀等。在宾馆中，自动门、自动门锁、自动窗帘都 用到直流电机。直流电机还广泛应用于飞机、坦克、雷达等武器装备中。直流电机还可应用于机车牵引、 如铁路机车直流牵引电机、地铁机车直流牵引电机等。

图八：Z4直流电机