巫溪電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。大多數(shù)電機(jī)通過電流在導(dǎo)線繞組中與磁場的相互作用來產(chǎn)生扭矩教够,作用在電機(jī)軸上形成力捍刑。電機(jī)應(yīng)用場景眾多,在消費(fèi)市場甩腻、工業(yè)弦离、車載等都有應(yīng)用。
下面我們首先通過復(fù)盤海外高端電機(jī)廠商的發(fā)展歷程昭仲,了解率先布局高壁壘/新興領(lǐng)域+掌握一體化技術(shù)棵章、掌握先發(fā)優(yōu)勢是維持電機(jī)企業(yè)高利潤的關(guān)鍵。當(dāng)前電機(jī)行業(yè)競爭激烈枚冗,人形機(jī)器人蓄勢待發(fā)缓溅,驅(qū)動(dòng)電機(jī)廠商抓住技術(shù)更新迭代的機(jī)遇,及時(shí)布局伺服電機(jī)赁温、空心杯電機(jī)坛怪、無框電機(jī)等,真正實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代沖出重圍股囊,在下一階段競爭中搶占先機(jī)袜匿。
01電機(jī)行業(yè)概述
1.電機(jī)定義及組成
電機(jī)是一種利用電與磁相互作用從而實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞的機(jī)械電磁裝置。廣義的電機(jī)包括電動(dòng)機(jī)稚疹、發(fā)電機(jī)和特種電機(jī)居灯。電動(dòng)機(jī)從電系統(tǒng)吸收電能,向機(jī)械系統(tǒng)輸出機(jī)械能贫堰,各類型的電機(jī)廣泛應(yīng)用于我國經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)各部門以及家用電器中穆壕,主要作為驅(qū)動(dòng)各種機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力;發(fā)電機(jī)從機(jī)械系統(tǒng)吸收機(jī)械能其屏,向電系統(tǒng)輸出電能喇勋,發(fā)電機(jī)和相關(guān)設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步,使人們能夠利用熱能偎行、水能判逊、核能以及風(fēng)能、太陽能医狡、生物質(zhì)能等能源發(fā)電殊纫,向國民經(jīng)濟(jì)各部門和廣大城鄉(xiāng)居民提供所需電能替熊;特種電機(jī)主要是指使用環(huán)境、生產(chǎn)工藝厌哈、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等比較特殊而區(qū)別于普通電機(jī)的電機(jī)掘顾。
從結(jié)構(gòu)上來看,不同類型電機(jī)結(jié)構(gòu)雖然不同钟肴,但一般都是由三大部分組成累踱,即固定部分、轉(zhuǎn)動(dòng)部分和輔助部分苏狠。固定部分主要由定子機(jī)座惫借、機(jī)架、定子鐵心钻宠、定子繞組堰洛、端蓋及底板等導(dǎo)磁、導(dǎo)電和支撐固定等結(jié)構(gòu)部件組合谷市;電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分包括轉(zhuǎn)軸蛔垢、轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子支架歌懒、轉(zhuǎn)子繞組啦桌、集電環(huán)、換向器和風(fēng)扇等部件及皂;輔助部分包括軸承甫男、電刷和冷卻器等。
2.電機(jī)分類
電機(jī)有多種分類方式验烧,按照應(yīng)用領(lǐng)域分為動(dòng)力電機(jī)和控制電機(jī)板驳;按照電源類型分為直流電機(jī)和交流電機(jī)。
(1)按照應(yīng)用領(lǐng)域分為動(dòng)力電機(jī)和控制電機(jī)
動(dòng)力電機(jī)輸出功率較大碍拆,注重電機(jī)的驅(qū)動(dòng)若治、運(yùn)行及制動(dòng)性能,主要應(yīng)用于汽車感混、家電端幼、小型機(jī)床等領(lǐng)域『┕浚控制電機(jī)側(cè)重電機(jī)輸出量的幅頻特性王捧、相頻特性及輸出特性的精度、靈敏度遇娜、穩(wěn)定性匹忙、線性度等指標(biāo),精度高区呕、響應(yīng)速度快绣峰,主要在自動(dòng)控制系統(tǒng)中承擔(dān)執(zhí)行槐芹、檢測和解算功能。
1)動(dòng)力電機(jī)
按照運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)一步分為旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)掩软。直線電機(jī)可看作由旋轉(zhuǎn)電機(jī)展平而得填阅,其定子叫初級、轉(zhuǎn)子叫次級侮夸,其優(yōu)勢在于可以直接將電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能婴鞭,而無需再借助中間轉(zhuǎn)換裝置。常見的直線電機(jī)可分為U型槽式熙掺、平板式和管式。其主要應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)咕宿、短距離需要巨大直線運(yùn)動(dòng)能的裝置或作為長期連續(xù)運(yùn)行的驅(qū)動(dòng)電機(jī)币绩,例如用于磁懸浮列車以及無鋼絲繩電梯的驅(qū)動(dòng)。
2)控制電機(jī)
按照控制方式進(jìn)一步分為步進(jìn)電機(jī)府阀、伺服電機(jī)缆镣、力矩電機(jī)。
步進(jìn)電機(jī)是一種把電脈沖信號轉(zhuǎn)換成角位移的電動(dòng)機(jī)试浙,每輸入一個(gè)脈沖信號董瞻,步進(jìn)電機(jī)就按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度。其結(jié)構(gòu)簡單但效率和精度較低田巴,多用于辦公自動(dòng)化钠糊、通信設(shè)備、印刷設(shè)備等領(lǐng)域壹哺。
伺服電機(jī)相較于步進(jìn)電機(jī)增加了編碼器與反饋機(jī)制抄伍,使得驅(qū)動(dòng)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(dòng)的角度,從而可實(shí)現(xiàn)更精密的控制管宵,主要適用于半導(dǎo)體截珍、光伏、鋰電宇涵、工業(yè)自動(dòng)化惰疯、機(jī)器人等對于控制精度、速度響應(yīng)突仆、過載能力及穩(wěn)定性要求高的領(lǐng)域蔫横。空心杯電機(jī)是一種特殊的伺服電機(jī)耙窥,采用無鐵芯轉(zhuǎn)子捞幅,呈空心的杯狀結(jié)構(gòu),內(nèi)部環(huán)繞著繞組和磁鐵还皮。
力矩電機(jī)是以扭矩為控制方向的電機(jī)闲窃,采用開環(huán)控制雹税。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)能自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速,同時(shí)加大輸出轉(zhuǎn)矩骇诈,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為一定值時(shí)改變電機(jī)端電壓便可調(diào)速旧庶。在電動(dòng)機(jī)低速甚至堵轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動(dòng))時(shí)仍能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),不會造成電動(dòng)機(jī)的損壞浊洞,并提供穩(wěn)定的力矩給負(fù)載牵敷,具有低轉(zhuǎn)速、大扭矩法希、過載能力強(qiáng)枷餐、響應(yīng)快、特性線性度好等優(yōu)點(diǎn)苫亦。力矩電機(jī)分為有框力矩電機(jī)和無框力矩電機(jī)毛肋。
(2)按照電源類型分為直流電機(jī)和交流電機(jī)
直流電機(jī)由直流電源驅(qū)動(dòng),交流電機(jī)由交流電源驅(qū)動(dòng)屋剑。直流電機(jī)調(diào)速性能好润匙、啟動(dòng)力矩大,適用于在重負(fù)載下啟動(dòng)或需要均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機(jī)械唉匾。交流電機(jī)效率高孕讳、噪音低,常用于家用電器中巍膘。
1)直流電機(jī)
按照電刷的有無進(jìn)一步分為有刷電機(jī)與無刷電機(jī)厂财。對于直流電機(jī),為使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)需要不斷改變電流方向啄灭。
有刷電機(jī)采用機(jī)械換向膏娃,內(nèi)部的電樞和換向器一起旋轉(zhuǎn),而外部的磁極和電刷都不動(dòng)囊喜。通過換向器與電刷的交替接觸蚜再,電機(jī)運(yùn)行時(shí)電流的方向就會不斷改變,從而改變電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方向汪具。其優(yōu)勢在于啟動(dòng)快速率敞、制動(dòng)及時(shí)、調(diào)速平穩(wěn)滞逼,并且啟動(dòng)電流大灯狠、在低速時(shí)扭矩大,因而能帶很重的負(fù)荷泄肆,常用在電鉆等日常電動(dòng)工具中黔晶。但由于換向器與電刷之間存在摩擦,因而電刷易損耗鹤协、壽命短椎沟,并且效率較低衍震。
無刷電機(jī)采用電氣換向,以霍爾元件等電子換向器替代了機(jī)械電刷裝置樱蛤,其線圈不動(dòng)而磁極旋轉(zhuǎn)钮呀。其原理是通過霍爾元件感知永磁體磁極的位置,從而適時(shí)切換線圈中電流的方向昨凡,以產(chǎn)生正確方向的磁力來驅(qū)動(dòng)電機(jī)爽醋。無刷電機(jī)的優(yōu)勢在于故障率低、使用壽命長便脊、運(yùn)行時(shí)間和電壓比較穩(wěn)定蚂四。
2)交流電機(jī)
交流電機(jī)按照電源類型分為單相電機(jī)與三相電機(jī)。單相電機(jī)采用單相交流電源供電哪痰,定子僅含一個(gè)繞組证杭,需借助啟動(dòng)線圈或運(yùn)行電容器等以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單妒御、維修方便,多應(yīng)用于小型家用電器等生活場景镇饺。三相電機(jī)采用三相交流電源供電乎莉,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)磁場戏喊。三相電機(jī)效率高炒圈、功率大、可靠性和精度高躺沽,多用于水泵蚕顷、機(jī)床等工業(yè)領(lǐng)域。
交流電機(jī)按照轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速是否相同满盔,交流電機(jī)分為同步電機(jī)與異步電機(jī)峰辣。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定,而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以隨著負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)嗡吸。常見的電力拖動(dòng)機(jī)械大多由異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)拓坠,如空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)哩拒、大型起重設(shè)備等赎遗。而同步電機(jī)主要適用于要求轉(zhuǎn)速恒定的大功率生產(chǎn)機(jī)械,如連續(xù)式軋鋼機(jī)曾谁、球磨機(jī)等峰孝,由于其造價(jià)昂貴、維修困難而應(yīng)用較少莱衩。