東營電機是一種將電能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置封均。大多數(shù)電機通過電流在導(dǎo)線繞組中與磁場的相互作用來產(chǎn)生扭矩稍圾,作用在電機軸上形成力。電機應(yīng)用場景眾多篇臭,在消費市場钠彬、工業(yè)、車載等都有應(yīng)用肢抚。
下面我們首先通過復(fù)盤海外高端電機廠商的發(fā)展歷程汹改,了解率先布局高壁壘/新興領(lǐng)域+掌握一體化技術(shù)、掌握先發(fā)優(yōu)勢是維持電機企業(yè)高利潤的關(guān)鍵别主。當(dāng)前電機行業(yè)競爭激烈僵禁,人形機器人蓄勢待發(fā),驅(qū)動電機廠商抓住技術(shù)更新迭代的機遇,及時布局伺服電機碰缔、空心杯電機账劲、無框電機等,真正實現(xiàn)國產(chǎn)替代沖出重圍金抡,在下一階段競爭中搶占先機瀑焦。
01電機行業(yè)概述
1.電機定義及組成
電機是一種利用電與磁相互作用從而實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞的機械電磁裝置。廣義的電機包括電動機梗肝、發(fā)電機和特種電機榛瓮。電動機從電系統(tǒng)吸收電能,向機械系統(tǒng)輸出機械能巫击,各類型的電機廣泛應(yīng)用于我國經(jīng)濟生產(chǎn)各部門以及家用電器中禀晓,主要作為驅(qū)動各種機械設(shè)備的動力;發(fā)電機從機械系統(tǒng)吸收機械能喘鸟,向電系統(tǒng)輸出電能匆绣,發(fā)電機和相關(guān)設(shè)備的技術(shù)進步,使人們能夠利用熱能什黑、水能、核能以及風(fēng)能境猜、太陽能伺罗、生物質(zhì)能等能源發(fā)電,向國民經(jīng)濟各部門和廣大城鄉(xiāng)居民提供所需電能胸叠;特種電機主要是指使用環(huán)境奇巍、生產(chǎn)工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等比較特殊而區(qū)別于普通電機的電機债烹。
從結(jié)構(gòu)上來看含罪,不同類型電機結(jié)構(gòu)雖然不同,但一般都是由三大部分組成闪侨,即固定部分惠服、轉(zhuǎn)動部分和輔助部分。固定部分主要由定子機座挑明、機架断猩、定子鐵心、定子繞組沪翔、端蓋及底板等導(dǎo)磁肪瘤、導(dǎo)電和支撐固定等結(jié)構(gòu)部件組合;電機的轉(zhuǎn)動部分包括轉(zhuǎn)軸潮瓶、轉(zhuǎn)子鐵心陶冷、轉(zhuǎn)子支架、轉(zhuǎn)子繞組、集電環(huán)埂伦、換向器和風(fēng)扇等部件摸恍;輔助部分包括軸承、電刷和冷卻器等赤屋。
2.電機分類
電機有多種分類方式立镶,按照應(yīng)用領(lǐng)域分為動力電機和控制電機;按照電源類型分為直流電機和交流電機类早。
(1)按照應(yīng)用領(lǐng)域分為動力電機和控制電機
動力電機輸出功率較大媚媒,注重電機的驅(qū)動、運行及制動性能涩僻,主要應(yīng)用于汽車缭召、家電、小型機床等領(lǐng)域逆日∏断铮控制電機側(cè)重電機輸出量的幅頻特性、相頻特性及輸出特性的精度芭贬、靈敏度恋都、穩(wěn)定性、線性度等指標(biāo)坚呜,精度高程伞、響應(yīng)速度快,主要在自動控制系統(tǒng)中承擔(dān)執(zhí)行闸虹、檢測和解算功能暴既。
1)動力電機
按照運動方式進一步分為旋轉(zhuǎn)電機和直線電機。直線電機可看作由旋轉(zhuǎn)電機展平而得敌痴,其定子叫初級磁饮、轉(zhuǎn)子叫次級,其優(yōu)勢在于可以直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運動的機械能溪臊,而無需再借助中間轉(zhuǎn)換裝置减少。常見的直線電機可分為U型槽式、平板式和管式膛胜。其主要應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)缔莲、短距離需要巨大直線運動能的裝置或作為長期連續(xù)運行的驅(qū)動電機,例如用于磁懸浮列車以及無鋼絲繩電梯的驅(qū)動霉旗。
2)控制電機
按照控制方式進一步分為步進電機痴奏、伺服電機、力矩電機厌秒。
步進電機是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的電動機读拆,每輸入一個脈沖信號擅憔,步進電機就按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度。其結(jié)構(gòu)簡單但效率和精度較低檐晕,多用于辦公自動化暑诸、通信設(shè)備、印刷設(shè)備等領(lǐng)域辟灰。
伺服電機相較于步進電機增加了編碼器與反饋機制个榕,使得驅(qū)動器可以根據(jù)目標(biāo)值與編碼器的反饋信號之間的差異來調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度,從而可實現(xiàn)更精密的控制芥喇,主要適用于半導(dǎo)體西采、光伏、鋰電继控、工業(yè)自動化眠便、機器人等對于控制精度、速度響應(yīng)况饥、過載能力及穩(wěn)定性要求高的領(lǐng)域其便。空心杯電機是一種特殊的伺服電機荸冒,采用無鐵芯轉(zhuǎn)子蘑杭,呈空心的杯狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部環(huán)繞著繞組和磁鐵积苞。
力矩電機是以扭矩為控制方向的電機慈柑,采用開環(huán)控制。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時能自動降低轉(zhuǎn)速这疟,同時加大輸出轉(zhuǎn)矩,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為一定值時改變電機端電壓便可調(diào)速醋躏。在電動機低速甚至堵轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動)時仍能持續(xù)運轉(zhuǎn)虹婿,不會造成電動機的損壞,并提供穩(wěn)定的力矩給負(fù)載擒买,具有低轉(zhuǎn)速朝刊、大扭矩、過載能力強蜈缤、響應(yīng)快拾氓、特性線性度好等優(yōu)點。力矩電機分為有框力矩電機和無框力矩電機底哥。
(2)按照電源類型分為直流電機和交流電機
直流電機由直流電源驅(qū)動咙鞍,交流電機由交流電源驅(qū)動。直流電機調(diào)速性能好趾徽、啟動力矩大续滋,適用于在重負(fù)載下啟動或需要均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機械翰守。交流電機效率高、噪音低疲酌,常用于家用電器中蜡峰。
1)直流電機
按照電刷的有無進一步分為有刷電機與無刷電機。對于直流電機朗恳,為使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動需要不斷改變電流方向湿颅。
有刷電機采用機械換向,內(nèi)部的電樞和換向器一起旋轉(zhuǎn)渠余,而外部的磁極和電刷都不動斟策。通過換向器與電刷的交替接觸,電機運行時電流的方向就會不斷改變积碍,從而改變電機的運動方向庸磅。其優(yōu)勢在于啟動快速、制動及時蚌斑、調(diào)速平穩(wěn)奋完,并且啟動電流大、在低速時扭矩大慰适,因而能帶很重的負(fù)荷淫兑,常用在電鉆等日常電動工具中。但由于換向器與電刷之間存在摩擦饺斧,因而電刷易損耗二谤、壽命短,并且效率較低读囤。
無刷電機采用電氣換向继射,以霍爾元件等電子換向器替代了機械電刷裝置,其線圈不動而磁極旋轉(zhuǎn)挎袜。其原理是通過霍爾元件感知永磁體磁極的位置顽聂,從而適時切換線圈中電流的方向,以產(chǎn)生正確方向的磁力來驅(qū)動電機盯仪。無刷電機的優(yōu)勢在于故障率低紊搪、使用壽命長、運行時間和電壓比較穩(wěn)定全景。
2)交流電機
交流電機按照電源類型分為單相電機與三相電機耀石。單相電機采用單相交流電源供電,定子僅含一個繞組爸黄,需借助啟動線圈或運行電容器等以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場滞伟。特點是結(jié)構(gòu)簡單、維修方便馆纳,多應(yīng)用于小型家用電器等生活場景诗良。三相電機采用三相交流電源供電汹桦,定子繞組分為三組,通入互差120°的交流電就可產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場鉴裹。三相電機效率高舞骆、功率大、可靠性和精度高窜抽,多用于水泵相彼、機床等工業(yè)領(lǐng)域。
交流電機按照轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是否相同髓无,交流電機分為同步電機與異步電機阔踢。同步電機的轉(zhuǎn)速恒定,而異步電機的轉(zhuǎn)速可以隨著負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)沫十。常見的電力拖動機械大多由異步電機驅(qū)動蛋昙,如空氣壓縮機、鼓風(fēng)機建淘、大型起重設(shè)備等沧源。而同步電機主要適用于要求轉(zhuǎn)速恒定的大功率生產(chǎn)機械,如連續(xù)式軋鋼機咪枷、球磨機等波财,由于其造價昂貴、維修困難而應(yīng)用較少打恕。