【壓縮機網(wǎng)】電動(dòng)機（英文：Electric machinery，俗稱(chēng)“馬達”）是指依據電磁感應定律實(shí)現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，在電路中用字母M（舊標準用D）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅動(dòng)轉矩，作為用電器或各種機械的動(dòng)力源。
1、電動(dòng)機的使用
工業(yè)、農業(yè)、交通等領(lǐng)域的控制電動(dòng)機主要有伺服電動(dòng)機、步進(jìn)電動(dòng)機、力矩電動(dòng)機、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機和無(wú)刷直流電動(dòng)機等。
各種電動(dòng)機中應用z*廣的是交流異步電動(dòng)機（又稱(chēng)感應電動(dòng)機 ）。它使用方便 、運行可靠 、價(jià)格低廉 、結構牢固，但功率因數較低，調速也較困難。 大容量低轉速的動(dòng)力機常用同步電動(dòng)機，因為同步電動(dòng)機不但功率因數高，而且其轉速與負載大小無(wú)關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率，工作較穩定。在要求寬范圍調速的場(chǎng)合多用直流電動(dòng)機，但它有換向器，結構復雜，價(jià)格昂貴，維護困難，不適于惡劣環(huán)境。
20世紀70年代以后，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機的調速技術(shù)漸趨成熟，設備價(jià)格日益降低，已開(kāi)始得到應用 。電動(dòng)機在規定工作制式（連續式、短時(shí)運行制、斷續周期運行制）下所能承擔而不至引起電機過(guò)熱的z*大輸出機械功率稱(chēng)為它的額定功率，使用時(shí)需注意銘牌上的規定。
電動(dòng)機運行時(shí)需注意使其負載的特性與電機的特性相匹配，避免出現飛車(chē)或停轉。電動(dòng)機的調速方法很多，能適應不同生產(chǎn)機械速度變化的要求。一般電動(dòng)機調速時(shí)其輸出功率會(huì )隨轉速而變化。從能量消耗的角度看，調速大致可分兩種 ：一是保持輸入功率不變 ，通過(guò)改變調速裝置的能量消耗，調節輸出功率以調節電動(dòng)機的轉速；二是控制電動(dòng)機輸入功率以調節電動(dòng)機的轉速。
2、電動(dòng)機的發(fā)展
就目前電動(dòng)機的發(fā)展情況來(lái)看，節能是發(fā)展目的，控制智能化是發(fā)展趨勢，無(wú)刷直流電機是發(fā)展熱點(diǎn) 。
節能是發(fā)展之重
伴隨q*能源危機的日益凸顯，各國政府和企業(yè)都在努力尋求能源可持續發(fā)展的途徑，開(kāi)源節流是目前通用的方法。在當前我國也面臨能源制約方面的諸多問(wèn)題，平衡好能源與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系顯得尤為迫切。
從節約能源、保護環(huán)境出發(fā)，高效率電動(dòng)機是目前國際發(fā)展趨勢，歐洲根據電動(dòng)機的運行時(shí)間，制定的CEMEP標準將效率分為eff1（z*高）、eff2、eff3（z*低）三個(gè)等級，于2003-2006年間分步實(shí)施。IEC 60034-30標準將電機效率分為IE1（對應eff2）、IE2（對應eff1）、IE3、IE4（z*高）四個(gè)等級。我國承諾從2011年7月1日起執行IE2及以上標準。國際要求和國內能源短缺形勢都需要將電機的節能發(fā)展作為s*要任務(wù)。
控制智能化是趨勢
隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，智能控制也成為電機領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題，我們生活中使用的全自動(dòng)洗衣機、自動(dòng)窗簾等這些都傳遞了智能的信號，電機控制也趨向簡(jiǎn)單化和智能化，PLC、FPGA、DSP這些技術(shù)也越來(lái)越多的融合到了電機產(chǎn)業(yè)鏈中。
智能化電機控制的功能要比傳統電機控制功能多得多，智能化電機實(shí)現了低碳運行，并且故障概率和停機時(shí)間也大大降低了，它成為電機控制發(fā)展的必然趨勢。例如，可以采用智能功率模塊，利用微控制器或DSP與電機之間形成功率接口，能夠減小電機體積并簡(jiǎn)化設計。
這種模塊較之于以前的分立式解決方案的優(yōu)勢在于寄生電感更小、可靠性更高，因為模塊內的所有功率器件都采用了同批次芯片，具有一致的測試性能。這種智能功率模塊可與微控制器低電壓TTL或CMOS輸出直接接口，并帶有保護電路。
模塊內置有監視結溫的熱敏電阻器、防止上下橋臂直通的邏輯保護電路、死區時(shí)間控制，以及用于z*大限度減少EMI等的驅動(dòng)波形整形電路。在模塊中，每個(gè)驅動(dòng)IC均可進(jìn)行優(yōu)化，使其以z*小的EMI和驅動(dòng)損耗來(lái)完成功率器件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。對節能來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的促進(jìn)作用。
無(wú)刷直流電機是熱點(diǎn)
電機經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展應用，目前業(yè)內將目光聚焦到無(wú)刷直流電機身上，尤其成為當前微特電機的發(fā)展熱點(diǎn)。無(wú)刷直流電動(dòng)機采用半導體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現電子換向，用電子開(kāi)關(guān)器件代替傳統的接觸式換向器和電刷，從而具有高可靠性、無(wú)換向火花、機械噪聲低等突出優(yōu)點(diǎn)。
對電機系統進(jìn)行節能改造，采用新工藝和新材料改善能耗，通過(guò)降低電磁能、熱能和機械能的損耗來(lái)提高電機的效率。目前在家用電器行業(yè)廣泛宣傳的直流變頻就是一個(gè)節能設計的典范。
有專(zhuān)家稱(chēng)，如果只把每年新增的電機及其拖動(dòng)系統更換成高效節能電機，每年就可節電超過(guò)1000億千瓦時(shí)，這將超過(guò)三峽電站全年的發(fā)電總量，同時(shí)還可減少二氧化碳排放近億噸。“個(gè)體節約一小步，集體節約一大步”，推廣高效節能電機總體節能效果還是非常樂(lè )觀(guān)的。
雖然國家在積極推動(dòng)，但是目前電機系統節能依然存在五大難題：技術(shù)標準等基礎性工作有待加強；高效通用和專(zhuān)用設備有待開(kāi)發(fā)；電機系統合理匹配及運行效率有待提高；第三方節能服務(wù)隊伍建設有待加強；激勵政策及體制機制也有待完善。
3、各種電機詳解
伺服電動(dòng)機
伺服電動(dòng)機廣泛應用于各種控制系統中，能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量，拖動(dòng)被控制元件，從而達到控制目的。
伺服電動(dòng)機有直流和交流之分；z*早的伺服電動(dòng)機是一般的直流電動(dòng)機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電動(dòng)機。目前的直流伺服電動(dòng)機從結構上講，就是小功率的直流電動(dòng)機，其勵磁多采用電樞控制和磁場(chǎng)控制，但通常采用電樞控制。
旋轉電機的分類(lèi)，直流伺服電動(dòng)機在機械特性上能夠很好的滿(mǎn)足控制系統的要求，但是由于換向器的存在，存在許多的不足：換向器與電刷之間易產(chǎn)生火花，干擾驅動(dòng)器工作，不能應用在有可燃氣體的場(chǎng)合；電刷和換向器存在摩擦，會(huì )產(chǎn)生較大的死區；結構復雜，維護比較困難。
交流伺服電動(dòng)機本質(zhì)上是一種兩相異步電動(dòng)機，其控制方法主要有三種：幅值控制、相位控制和幅相控制。
一般地，伺服電動(dòng)機要求電動(dòng)機的轉速要受所加電壓信號的控制；轉速能夠隨著(zhù)所加電壓信號的變化而連續變化；電動(dòng)機的反映要快、體積要小、控制功率要小。
步進(jìn)電動(dòng)機
所謂步進(jìn)電動(dòng)機就是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。更通俗一點(diǎn)講：當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度。
我們可以通過(guò)控制脈沖的個(gè)數來(lái)控制電機的角位移量，從而達到精確定位的目的；同時(shí)還可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電動(dòng)機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。
目前，比較常用的步進(jìn)電動(dòng)機包括反應式步進(jìn)電動(dòng)機（VR）、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機（PM）、混合式步進(jìn)電動(dòng)機（HB）和單相式步進(jìn)電動(dòng)機等。
步進(jìn)電動(dòng)機和普通電動(dòng)機的區別主要就在于其脈沖驅動(dòng)的形式，正是這個(gè)特點(diǎn)，步進(jìn)電動(dòng)機可以和現代的數字控制技術(shù)相結合。但步進(jìn)電動(dòng)機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統閉環(huán)控制的直流伺服電動(dòng)機；所以主要應用在精度要求不是特別高的場(chǎng)合。
由于步進(jìn)電動(dòng)機具有結構簡(jiǎn)單、可靠性高和成本低的特點(diǎn)，所以步進(jìn)電動(dòng)機廣泛應用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域；尤其是在數控機床制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電動(dòng)機不需要A/D轉換，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以一直被認為是z*理想的數控機床執行元件。
除了在數控機床上的應用，步進(jìn)電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動(dòng)送料機中的馬達，作為通用的軟盤(pán)驅動(dòng)器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中。
此外，步進(jìn)電動(dòng)機也存在許多缺陷；由于步進(jìn)電機存在空載啟動(dòng)頻率，所以步進(jìn)電機可以低速正常運轉，但若高于一定速度時(shí)就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有尖銳的嘯叫聲；不同廠(chǎng)家的細分驅動(dòng)器精度可能差別很大，細分數越大精度越難控制；并且，步進(jìn)電機低速轉動(dòng)時(shí)有較大的振動(dòng)和噪聲。
力矩電動(dòng)機
所謂的力矩電動(dòng)機是一種扁平型多極永磁直流電動(dòng)機。其電樞有較多的槽數、換向片數和串聯(lián)導體數，以降低轉矩脈動(dòng)和轉速脈動(dòng)。力矩電動(dòng)機有直流力矩電動(dòng)機和交流力矩電動(dòng)機兩種。
其中，直流力矩電動(dòng)機的自感電抗很小，所以響應性很好；其輸出力矩與輸入電流成正比，與轉子的速度和位置無(wú)關(guān)；它可以在接近堵轉狀態(tài)下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速，所以在負載的軸上能產(chǎn)生很高的力矩對慣性比，并能消除由于使用減速齒輪而產(chǎn)生的系統誤差。
交流力矩電動(dòng)機又可以分為同步和異步兩種，目前常用的是鼠籠型異步力矩電動(dòng)機，它具有低轉速和大力矩的特點(diǎn)。一般地，在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動(dòng)機，其工作原理和結構和單相異步電動(dòng)機的相同，但是由于鼠籠型轉子的電阻較大，所以其機械特性較軟。
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機是一種新型調速電動(dòng)機，結構極其簡(jiǎn)單且堅固，成本低，調速性能優(yōu)異。
無(wú)刷直流電動(dòng)機
無(wú)刷直流電機（BLDCM）是在有刷直流電動(dòng)機的基礎上發(fā)展來(lái)的，但它的驅動(dòng)電流是不折不扣的交流；無(wú)刷直流電機又可以分為無(wú)刷速率電機和無(wú)刷力矩電機。一般地，無(wú)刷電機的驅動(dòng)電流有兩種，一種是梯形波（一般是“方波”），另一種是正弦波。
有時(shí)候把前一種叫直流無(wú)刷電機，后一種叫交流伺服電機，確切地講是交流伺服電動(dòng)機的一種。無(wú)刷直流電機為了減少轉動(dòng)慣量，通常采用“細長(cháng)”的結構。無(wú)刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多，相應的轉動(dòng)慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問(wèn)題，致使無(wú)刷直流電機一般的容量都在100kW以下。
這種電動(dòng)機的機械特性和調節特性的線(xiàn)性度好，調速范圍廣，壽命長(cháng)，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問(wèn)題，所以這種電動(dòng)機在控制系統中有很大的應用潛力。
變頻電機
變頻電機的構造原理
電動(dòng)機的調速與控制，是工農業(yè)各類(lèi)機械及辦公、民生電器設備的基礎技術(shù)之一。隨著(zhù)電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的驚人發(fā)展，采用“專(zhuān)用變頻感應電動(dòng)機+變頻器”的交流調速方式，正在以其卓越的性能和經(jīng)濟性，在調速領(lǐng)域，引導了一場(chǎng)取代傳統調速方式的更新?lián)Q代的變革。
它給各行各業(yè)帶來(lái)的福音在于：使機械自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率大為提高、節約能源、提高產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量、電源系統容量相應提高、設備小型化、增加舒適性，目前正以很快的速度取代傳統的機械調速和直流調速方案。
由于變頻電源的特殊性，以及系統對高速或低速運轉、轉速動(dòng)態(tài)響應等需求，對作為動(dòng)力主體的電動(dòng)機，提出了苛刻的要求，給電動(dòng)機帶來(lái)了在電磁、結構、絕緣各方面新的課題。
變頻電機的應用
變頻調速目前已經(jīng)成為主流的調速方案，可廣泛應用于各行各業(yè)無(wú)級變速傳動(dòng)。特別是隨著(zhù)變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內日益廣泛的應用，變頻電機的使用也日益廣泛起來(lái)，可以這樣說(shuō)由于變頻電機在變頻控制方面較普通電機的優(yōu)越性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。
直線(xiàn)電機
用在各種運動(dòng)控制系統中，尤其是隨動(dòng)系統 由于交流同步電機（簡(jiǎn)稱(chēng)同步電機）在可靠性與維護量、功率因數、電機尺寸與轉動(dòng)慣量、控制精度、弱磁比等方面有其自身的優(yōu)勢，對于大容量電機，世界各國已基本趨向于使用同步電機。比如工業(yè)應用上大功率空氣壓縮機、水泵、煤炭與有色金屬行業(yè)中的大功率提升機和鋼廠(chǎng)大容量軋鋼機等均采用同步電機驅動(dòng)。
近幾年來(lái)，直線(xiàn)電機在機床進(jìn)給伺服系統中的應用，已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區掀起"直線(xiàn)電機熱"。在機床進(jìn)給系統中，采用直線(xiàn)電動(dòng)機直接驅動(dòng)與原旋轉電機傳動(dòng)的z*大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動(dòng)環(huán)節，把機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱(chēng)為"零傳動(dòng)"。
"零傳動(dòng)"的傳動(dòng)方式，帶來(lái)了原旋轉電機驅動(dòng)方式無(wú)法達到的性能指標和優(yōu)點(diǎn)。高速響應由于系統中直接取消了一些響應時(shí)間常數較大的機械傳動(dòng)件(如絲杠等)，使整個(gè)閉環(huán)控制系統動(dòng)態(tài)響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。
精度直線(xiàn)驅動(dòng)系統取消了由于絲杠等機械機構產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補運動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統滯后帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)直線(xiàn)位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。動(dòng)剛度高由于"直接驅動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動(dòng)滯后現象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。
其次，速度快、加減速過(guò)程短由于直線(xiàn)電動(dòng)機z*早主要用于磁懸浮列車(chē)(時(shí)速可達500Km/h)，所以用在機床進(jìn)給驅動(dòng)中，要滿(mǎn)足其超高速切削的z*大進(jìn)個(gè)速度(要求達60～100M/min或更高)當然是沒(méi)有問(wèn)題的。
也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應性，使其加減速過(guò)程大大縮短。以實(shí)現起動(dòng)時(shí)瞬間達到高速，高速運行時(shí)又能瞬間準停?？色@得較高的加速度，一般可達2～10g(g=9.8m/s2)，而滾珠絲杠傳動(dòng)的z*大加速度一般只有0.1～0.5g。行程長(cháng)度不受限制在導軌上通過(guò)串聯(lián)直線(xiàn)電機，就可以無(wú)限延長(cháng)其行程長(cháng)度。
運動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動(dòng)導軌或磁墊懸浮導軌(無(wú)機械接觸)，其運動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。效率高由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節，消除了機械摩擦時(shí)的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。
【壓縮機網(wǎng)】電動(dòng)機（英文：Electric machinery，俗稱(chēng)“馬達”）是指依據電磁感應定律實(shí)現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，在電路中用字母M（舊標準用D）表示。它的主要作用是產(chǎn)生驅動(dòng)轉矩，作為用電器或各種機械的動(dòng)力源。
1、電動(dòng)機的使用
工業(yè)、農業(yè)、交通等領(lǐng)域的控制電動(dòng)機主要有伺服電動(dòng)機、步進(jìn)電動(dòng)機、力矩電動(dòng)機、開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機和無(wú)刷直流電動(dòng)機等。
各種電動(dòng)機中應用z*廣的是交流異步電動(dòng)機（又稱(chēng)感應電動(dòng)機 ）。它使用方便 、運行可靠 、價(jià)格低廉 、結構牢固，但功率因數較低，調速也較困難。 大容量低轉速的動(dòng)力機常用同步電動(dòng)機，因為同步電動(dòng)機不但功率因數高，而且其轉速與負載大小無(wú)關(guān)，只決定于電網(wǎng)頻率，工作較穩定。在要求寬范圍調速的場(chǎng)合多用直流電動(dòng)機，但它有換向器，結構復雜，價(jià)格昂貴，維護困難，不適于惡劣環(huán)境。
20世紀70年代以后，隨著(zhù)電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流電動(dòng)機的調速技術(shù)漸趨成熟，設備價(jià)格日益降低，已開(kāi)始得到應用 。電動(dòng)機在規定工作制式（連續式、短時(shí)運行制、斷續周期運行制）下所能承擔而不至引起電機過(guò)熱的z*大輸出機械功率稱(chēng)為它的額定功率，使用時(shí)需注意銘牌上的規定。
電動(dòng)機運行時(shí)需注意使其負載的特性與電機的特性相匹配，避免出現飛車(chē)或停轉。電動(dòng)機的調速方法很多，能適應不同生產(chǎn)機械速度變化的要求。一般電動(dòng)機調速時(shí)其輸出功率會(huì )隨轉速而變化。從能量消耗的角度看，調速大致可分兩種 ：一是保持輸入功率不變 ，通過(guò)改變調速裝置的能量消耗，調節輸出功率以調節電動(dòng)機的轉速；二是控制電動(dòng)機輸入功率以調節電動(dòng)機的轉速。
2、電動(dòng)機的發(fā)展
就目前電動(dòng)機的發(fā)展情況來(lái)看，節能是發(fā)展目的，控制智能化是發(fā)展趨勢，無(wú)刷直流電機是發(fā)展熱點(diǎn) 。
節能是發(fā)展之重
伴隨q*能源危機的日益凸顯，各國政府和企業(yè)都在努力尋求能源可持續發(fā)展的途徑，開(kāi)源節流是目前通用的方法。在當前我國也面臨能源制約方面的諸多問(wèn)題，平衡好能源與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系顯得尤為迫切。
從節約能源、保護環(huán)境出發(fā)，高效率電動(dòng)機是目前國際發(fā)展趨勢，歐洲根據電動(dòng)機的運行時(shí)間，制定的CEMEP標準將效率分為eff1（z*高）、eff2、eff3（z*低）三個(gè)等級，于2003-2006年間分步實(shí)施。IEC 60034-30標準將電機效率分為IE1（對應eff2）、IE2（對應eff1）、IE3、IE4（z*高）四個(gè)等級。我國承諾從2011年7月1日起執行IE2及以上標準。國際要求和國內能源短缺形勢都需要將電機的節能發(fā)展作為s*要任務(wù)。
控制智能化是趨勢
隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，智能控制也成為電機領(lǐng)域的熱門(mén)話(huà)題，我們生活中使用的全自動(dòng)洗衣機、自動(dòng)窗簾等這些都傳遞了智能的信號，電機控制也趨向簡(jiǎn)單化和智能化，PLC、FPGA、DSP這些技術(shù)也越來(lái)越多的融合到了電機產(chǎn)業(yè)鏈中。
智能化電機控制的功能要比傳統電機控制功能多得多，智能化電機實(shí)現了低碳運行，并且故障概率和停機時(shí)間也大大降低了，它成為電機控制發(fā)展的必然趨勢。例如，可以采用智能功率模塊，利用微控制器或DSP與電機之間形成功率接口，能夠減小電機體積并簡(jiǎn)化設計。
這種模塊較之于以前的分立式解決方案的優(yōu)勢在于寄生電感更小、可靠性更高，因為模塊內的所有功率器件都采用了同批次芯片，具有一致的測試性能。這種智能功率模塊可與微控制器低電壓TTL或CMOS輸出直接接口，并帶有保護電路。
模塊內置有監視結溫的熱敏電阻器、防止上下橋臂直通的邏輯保護電路、死區時(shí)間控制，以及用于z*大限度減少EMI等的驅動(dòng)波形整形電路。在模塊中，每個(gè)驅動(dòng)IC均可進(jìn)行優(yōu)化，使其以z*小的EMI和驅動(dòng)損耗來(lái)完成功率器件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。對節能來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的促進(jìn)作用。
無(wú)刷直流電機是熱點(diǎn)
電機經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展應用，目前業(yè)內將目光聚焦到無(wú)刷直流電機身上，尤其成為當前微特電機的發(fā)展熱點(diǎn)。無(wú)刷直流電動(dòng)機采用半導體開(kāi)關(guān)器件來(lái)實(shí)現電子換向，用電子開(kāi)關(guān)器件代替傳統的接觸式換向器和電刷，從而具有高可靠性、無(wú)換向火花、機械噪聲低等突出優(yōu)點(diǎn)。
對電機系統進(jìn)行節能改造，采用新工藝和新材料改善能耗，通過(guò)降低電磁能、熱能和機械能的損耗來(lái)提高電機的效率。目前在家用電器行業(yè)廣泛宣傳的直流變頻就是一個(gè)節能設計的典范。
有專(zhuān)家稱(chēng)，如果只把每年新增的電機及其拖動(dòng)系統更換成高效節能電機，每年就可節電超過(guò)1000億千瓦時(shí)，這將超過(guò)三峽電站全年的發(fā)電總量，同時(shí)還可減少二氧化碳排放近億噸。“個(gè)體節約一小步，集體節約一大步”，推廣高效節能電機總體節能效果還是非常樂(lè )觀(guān)的。
雖然國家在積極推動(dòng)，但是目前電機系統節能依然存在五大難題：技術(shù)標準等基礎性工作有待加強；高效通用和專(zhuān)用設備有待開(kāi)發(fā)；電機系統合理匹配及運行效率有待提高；第三方節能服務(wù)隊伍建設有待加強；激勵政策及體制機制也有待完善。
3、各種電機詳解
伺服電動(dòng)機
伺服電動(dòng)機廣泛應用于各種控制系統中，能將輸入的電壓信號轉換為電機軸上的機械輸出量，拖動(dòng)被控制元件，從而達到控制目的。
伺服電動(dòng)機有直流和交流之分；z*早的伺服電動(dòng)機是一般的直流電動(dòng)機，在控制精度不高的情況下，才采用一般的直流電機做伺服電動(dòng)機。目前的直流伺服電動(dòng)機從結構上講，就是小功率的直流電動(dòng)機，其勵磁多采用電樞控制和磁場(chǎng)控制，但通常采用電樞控制。
旋轉電機的分類(lèi)，直流伺服電動(dòng)機在機械特性上能夠很好的滿(mǎn)足控制系統的要求，但是由于換向器的存在，存在許多的不足：換向器與電刷之間易產(chǎn)生火花，干擾驅動(dòng)器工作，不能應用在有可燃氣體的場(chǎng)合；電刷和換向器存在摩擦，會(huì )產(chǎn)生較大的死區；結構復雜，維護比較困難。
交流伺服電動(dòng)機本質(zhì)上是一種兩相異步電動(dòng)機，其控制方法主要有三種：幅值控制、相位控制和幅相控制。
一般地，伺服電動(dòng)機要求電動(dòng)機的轉速要受所加電壓信號的控制；轉速能夠隨著(zhù)所加電壓信號的變化而連續變化；電動(dòng)機的反映要快、體積要小、控制功率要小。
步進(jìn)電動(dòng)機
所謂步進(jìn)電動(dòng)機就是一種將電脈沖轉化為角位移的執行機構。更通俗一點(diǎn)講：當步進(jìn)驅動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號，它就驅動(dòng)步進(jìn)電機按設定的方向轉動(dòng)一個(gè)固定的角度。
我們可以通過(guò)控制脈沖的個(gè)數來(lái)控制電機的角位移量，從而達到精確定位的目的；同時(shí)還可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電動(dòng)機轉動(dòng)的速度和加速度，從而達到調速的目的。
目前，比較常用的步進(jìn)電動(dòng)機包括反應式步進(jìn)電動(dòng)機（VR）、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機（PM）、混合式步進(jìn)電動(dòng)機（HB）和單相式步進(jìn)電動(dòng)機等。
步進(jìn)電動(dòng)機和普通電動(dòng)機的區別主要就在于其脈沖驅動(dòng)的形式，正是這個(gè)特點(diǎn)，步進(jìn)電動(dòng)機可以和現代的數字控制技術(shù)相結合。但步進(jìn)電動(dòng)機在控制精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統閉環(huán)控制的直流伺服電動(dòng)機；所以主要應用在精度要求不是特別高的場(chǎng)合。
由于步進(jìn)電動(dòng)機具有結構簡(jiǎn)單、可靠性高和成本低的特點(diǎn)，所以步進(jìn)電動(dòng)機廣泛應用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)領(lǐng)域；尤其是在數控機床制造領(lǐng)域，由于步進(jìn)電動(dòng)機不需要A/D轉換，能夠直接將數字脈沖信號轉化成為角位移，所以一直被認為是z*理想的數控機床執行元件。
除了在數控機床上的應用，步進(jìn)電機也可以用在其他的機械上，比如作為自動(dòng)送料機中的馬達，作為通用的軟盤(pán)驅動(dòng)器的馬達，也可以應用在打印機和繪圖儀中。
此外，步進(jìn)電動(dòng)機也存在許多缺陷；由于步進(jìn)電機存在空載啟動(dòng)頻率，所以步進(jìn)電機可以低速正常運轉，但若高于一定速度時(shí)就無(wú)法啟動(dòng)，并伴有尖銳的嘯叫聲；不同廠(chǎng)家的細分驅動(dòng)器精度可能差別很大，細分數越大精度越難控制；并且，步進(jìn)電機低速轉動(dòng)時(shí)有較大的振動(dòng)和噪聲。
力矩電動(dòng)機
所謂的力矩電動(dòng)機是一種扁平型多極永磁直流電動(dòng)機。其電樞有較多的槽數、換向片數和串聯(lián)導體數，以降低轉矩脈動(dòng)和轉速脈動(dòng)。力矩電動(dòng)機有直流力矩電動(dòng)機和交流力矩電動(dòng)機兩種。
其中，直流力矩電動(dòng)機的自感電抗很小，所以響應性很好；其輸出力矩與輸入電流成正比，與轉子的速度和位置無(wú)關(guān)；它可以在接近堵轉狀態(tài)下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速，所以在負載的軸上能產(chǎn)生很高的力矩對慣性比，并能消除由于使用減速齒輪而產(chǎn)生的系統誤差。
交流力矩電動(dòng)機又可以分為同步和異步兩種，目前常用的是鼠籠型異步力矩電動(dòng)機，它具有低轉速和大力矩的特點(diǎn)。一般地，在紡織工業(yè)中經(jīng)常使用交流力矩電動(dòng)機，其工作原理和結構和單相異步電動(dòng)機的相同，但是由于鼠籠型轉子的電阻較大，所以其機械特性較軟。
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機
開(kāi)關(guān)磁阻電動(dòng)機是一種新型調速電動(dòng)機，結構極其簡(jiǎn)單且堅固，成本低，調速性能優(yōu)異。
無(wú)刷直流電動(dòng)機
無(wú)刷直流電機（BLDCM）是在有刷直流電動(dòng)機的基礎上發(fā)展來(lái)的，但它的驅動(dòng)電流是不折不扣的交流；無(wú)刷直流電機又可以分為無(wú)刷速率電機和無(wú)刷力矩電機。一般地，無(wú)刷電機的驅動(dòng)電流有兩種，一種是梯形波（一般是“方波”），另一種是正弦波。
有時(shí)候把前一種叫直流無(wú)刷電機，后一種叫交流伺服電機，確切地講是交流伺服電動(dòng)機的一種。無(wú)刷直流電機為了減少轉動(dòng)慣量，通常采用“細長(cháng)”的結構。無(wú)刷直流電機在重量和體積上要比有刷直流電機小的多，相應的轉動(dòng)慣量可以減少40%—50%左右。由于永磁材料的加工問(wèn)題，致使無(wú)刷直流電機一般的容量都在100kW以下。
這種電動(dòng)機的機械特性和調節特性的線(xiàn)性度好，調速范圍廣，壽命長(cháng)，維護方便噪聲小，不存在因電刷而引起的一系列問(wèn)題，所以這種電動(dòng)機在控制系統中有很大的應用潛力。
變頻電機
變頻電機的構造原理
電動(dòng)機的調速與控制，是工農業(yè)各類(lèi)機械及辦公、民生電器設備的基礎技術(shù)之一。隨著(zhù)電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的驚人發(fā)展，采用“專(zhuān)用變頻感應電動(dòng)機+變頻器”的交流調速方式，正在以其卓越的性能和經(jīng)濟性，在調速領(lǐng)域，引導了一場(chǎng)取代傳統調速方式的更新?lián)Q代的變革。
它給各行各業(yè)帶來(lái)的福音在于：使機械自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率大為提高、節約能源、提高產(chǎn)品合格率及產(chǎn)品質(zhì)量、電源系統容量相應提高、設備小型化、增加舒適性，目前正以很快的速度取代傳統的機械調速和直流調速方案。
由于變頻電源的特殊性，以及系統對高速或低速運轉、轉速動(dòng)態(tài)響應等需求，對作為動(dòng)力主體的電動(dòng)機，提出了苛刻的要求，給電動(dòng)機帶來(lái)了在電磁、結構、絕緣各方面新的課題。
變頻電機的應用
變頻調速目前已經(jīng)成為主流的調速方案，可廣泛應用于各行各業(yè)無(wú)級變速傳動(dòng)。特別是隨著(zhù)變頻器在工業(yè)控制領(lǐng)域內日益廣泛的應用，變頻電機的使用也日益廣泛起來(lái)，可以這樣說(shuō)由于變頻電機在變頻控制方面較普通電機的優(yōu)越性，凡是用到變頻器的地方我們都不難看到變頻電機的身影。
直線(xiàn)電機
用在各種運動(dòng)控制系統中，尤其是隨動(dòng)系統 由于交流同步電機（簡(jiǎn)稱(chēng)同步電機）在可靠性與維護量、功率因數、電機尺寸與轉動(dòng)慣量、控制精度、弱磁比等方面有其自身的優(yōu)勢，對于大容量電機，世界各國已基本趨向于使用同步電機。比如工業(yè)應用上大功率空氣壓縮機、水泵、煤炭與有色金屬行業(yè)中的大功率提升機和鋼廠(chǎng)大容量軋鋼機等均采用同步電機驅動(dòng)。
近幾年來(lái)，直線(xiàn)電機在機床進(jìn)給伺服系統中的應用，已在世界機床行業(yè)得到重視，并在西歐工業(yè)發(fā)達地區掀起"直線(xiàn)電機熱"。在機床進(jìn)給系統中，采用直線(xiàn)電動(dòng)機直接驅動(dòng)與原旋轉電機傳動(dòng)的z*大區別是取消了從電機到工作臺(拖板)之間的機械傳動(dòng)環(huán)節，把機床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的長(cháng)度縮短為零，因而這種傳動(dòng)方式又被稱(chēng)為"零傳動(dòng)"。
"零傳動(dòng)"的傳動(dòng)方式，帶來(lái)了原旋轉電機驅動(dòng)方式無(wú)法達到的性能指標和優(yōu)點(diǎn)。高速響應由于系統中直接取消了一些響應時(shí)間常數較大的機械傳動(dòng)件(如絲杠等)，使整個(gè)閉環(huán)控制系統動(dòng)態(tài)響應性能大大提高，反應異常靈敏快捷。
精度直線(xiàn)驅動(dòng)系統取消了由于絲杠等機械機構產(chǎn)生的傳動(dòng)間隙和誤差，減少了插補運動(dòng)時(shí)因傳動(dòng)系統滯后帶來(lái)的跟蹤誤差。通過(guò)直線(xiàn)位置檢測反饋控制，即可大大提高機床的定位精度。動(dòng)剛度高由于"直接驅動(dòng)"，避免了啟動(dòng)、變速和換向時(shí)因中間傳動(dòng)環(huán)節的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運動(dòng)滯后現象，同時(shí)也提高了其傳動(dòng)剛度。
其次，速度快、加減速過(guò)程短由于直線(xiàn)電動(dòng)機z*早主要用于磁懸浮列車(chē)(時(shí)速可達500Km/h)，所以用在機床進(jìn)給驅動(dòng)中，要滿(mǎn)足其超高速切削的z*大進(jìn)個(gè)速度(要求達60～100M/min或更高)當然是沒(méi)有問(wèn)題的。
也由于上述"零傳動(dòng)"的高速響應性，使其加減速過(guò)程大大縮短。以實(shí)現起動(dòng)時(shí)瞬間達到高速，高速運行時(shí)又能瞬間準停?？色@得較高的加速度，一般可達2～10g(g=9.8m/s2)，而滾珠絲杠傳動(dòng)的z*大加速度一般只有0.1～0.5g。行程長(cháng)度不受限制在導軌上通過(guò)串聯(lián)直線(xiàn)電機，就可以無(wú)限延長(cháng)其行程長(cháng)度。
運動(dòng)動(dòng)安靜、噪音低由于取消了傳動(dòng)絲杠等部件的機械摩擦，且導軌又可采用滾動(dòng)導軌或磁墊懸浮導軌(無(wú)機械接觸)，其運動(dòng)時(shí)噪音將大大降低。效率高由于無(wú)中間傳動(dòng)環(huán)節，消除了機械摩擦時(shí)的能量損耗，傳動(dòng)效率大大提高。
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