电机及拖动基础 第2版 教学课件 作者 胡幸鸣 第六章.pptVIP

四、盘式电动机 盘式电动机又称为圆盘式轴向磁场电动机。随着微电子技术的迅猛发展，现代化制造设备定转子铁心冲卷机的发明，各种类型的盘式电动机得到大力发展。这里只对盘式直流电动机作简单介绍。盘式直流电动机与一般径向电动机相比具有以下特点：具有超薄型结构，尤其适用于轴向空间紧凑的场合；起动转矩大，机械特性硬，过载能力强，调速范围宽；控特性优良；转子可以做成无铁心结构，电枢惯量小，电感影响小，控制响应好。因此在家用电器、电动自行车、机器人、计算机及其外围设备、复印机、办公自动化产品、豪华型高级轿车等中得到了广泛的应用。 1.印制绕组盘式直流电动机 印制绕组盘式直流电动机的名称起源于电枢绕组的制造工艺早期应用印制电路的制作方法，印制绕组电枢在两面敷有铜箔的基板上腐蚀成型电枢绕组，虽然目前较普遍使用精密冲制成型后叠装胶合而成，但仍统一称为印制绕组。永磁式电动机定子为圆环形或分块的永磁体磁极。 图6-20为永磁式印制绕组盘式直流电动机结构，定子为采用铝镍钴磁钢或铁氧体永磁的磁极。轴向磁场，常有6、8极或更多极数。电枢无铁心，由层或两层以上的偶数层印制绕组组成。层间由绝缘薄片绝缘，各层绕组按一定连接方式焊接成闭环。 图6-21所示为6层印制电枢绕组。绕组形式一般为单波绕组，导体的有效部分沿径向。绕组形式一般为单波绕组，导体的有效部分沿径向辐射状分布。 永磁式印制绕组盘式直流电动机的原理与一般永磁直流电动机相同。磁极产生的磁通，在径向平面气隙中形成磁场，外电源通过电刷给电枢绕组馈电，载流导体在磁场中受到电磁力而使电枢转子旋转。被驱动而旋转的电枢导体切割气隙磁场的磁力线，感应产生反电势与外电源电压相平衡。这样，就实现了电能到机械能的转换。 永磁式印制绕组盘式直流电动机的性能特点是机电时间常数小、起动转矩大、调速范围宽、低速运行性能和换向性能好、无齿槽效应、火花小、散热性能好；其结构特点是轴向尺寸小。这种电动机适用于需要上述特性而且轴向安装尺寸受到限制的场合，多作为计算机外围设备、线(带)材的张力控制等的驱动用。 2.线绕盘式直流电动机 线绕盘式直流电动机的结构与印制绕组直流电动机相似，只是电枢的结构和制造方法不同。线绕盘式直流电动机的电枢绕组，通常先制成单个线圈，然后通过与换向片焊接连成波绕组或其他形式的绕组，再用树脂浇注或用热固性塑料膜压成型，并有足够的机械强度。换向器可制成径向或端面型，如图6-22所示。这种电动机的轴向长度比传统电机短得多，效率提高了20%，电刷寿命也提高了约2倍，可以作频繁的起停运行。 线绕盘式直流电动机特别适用于要求薄形安装的使用场合。这种电动机能承受较大的电气过载和热过载。频繁起停、调速性能好，适用于电动自行车、摩托车、吊扇和汽车电器等场合，应用已越来越广泛。五、 锥形异步电动机 锥形异步电动机因定子内腔和转子表面制成圆锥的一部分——锥台形状而得名，它是将异步电动机和制动器两项功能集于一体的电力驱动器具。锥形异步电动机与普通异步电动机相比，其主要不同之处是：除了铁心表面呈圆锥形外，为了运行需要都带有附加的机械装置如弹簧、齿轮及摩擦机构等，图6-23示出了内刹式锥形异步电动机的结构。 当定子三相绕组接通电源后，在气隙中就产生了旋转磁场，该旋转磁场在转子绕组中产生感应电动势和电流，建立转子旋转磁场。在产生定、转子旋转磁场瞬间，两者尚处于相对静止状态，二者之间相互作用产生吸引力。若在普通异步电动机中，该吸引力沿径向垂直于定转子表面，气隙均匀和磁路对称时，径向力的总和为零，即不会引起任何不平衡的磁拉力；但在锥形异步电动机中，该吸引力F垂直作用于转子表面，可将它解为径向分力F1和轴向分力F2，如图6-23中所示。如果气隙均匀、磁路对称，则径向分力F1也互相抵消为零；但轴向分力F2则使转子从左向右产生轴向移动，使得风扇制动轮11与静止制动环9松开，同时压紧了轴上的弹簧6。其次，转子绕组电流与气隙旋转磁场相互作用产生切向电磁力，产生电磁转矩，促使电动机旋转。 当锥形异步电动机断电时，电动机产生的轴向分力F2消失，转子在弹簧作用下向左移动，使得风扇制动轮向后端盖上的静止制动环压紧，在两个摩擦块的作用下，转子立即停止转动。因此锥形异步电动机通电时松开制动器，电动机旋转；而断电时刹车制动，停止转动。由于静止制动环和制动摩擦环装在风扇内侧，故称为内刹式锥面制动。如果静止制动环和制动摩擦环装在风扇外侧，则称为外刹式锥面制动。一般锥形异步电动机的功率在13kW以上的采用外刹式结构，功率在13kW以下的采用内刹式结构。 锥形异步电动机与同容量的普通异步电动机相比，其气隙较大，因此相