电机及拖动 ——课后复习

异步电机作为电机运行时，其转速低于同步转速，作为发电机使用时其转速高于同步转速。（在电力系统中几乎用的都是同步电机）

旋转电机根据电源电流的种类不同进行划分两大类：

1. 直流电机：

• 直流发电机
• 直流电动机

1. 交流电机：

• 异步电机:异步发电机，异步电动机
• 同步电机：同步发电机，同步电动机，同步电机转速恒为同步转速。

直线电机：

1. 直线异步电动机
2. 直线同步电动机
3. 直线直流电动机
4. 其他直线电动机

直线电动机就是将电能转换成直线运动的机械能电机。

按照电动机种类不同，电力拖动系统分为：直流拖动系统，交流拖动系统

核心优势和应用场景：

直流拖动系统

核心优势在于调速性能优异。通过调节电压或者磁通、就能在很宽范围内实现平滑、精度的无极调速，且启动动力矩大，响应时间快

主要优点：

• 调速范围广、精度高：轻松达到100：1以上的调速比，熟读稳定性好。
• 启动和制动性能强：启动矩力大，能快速启停和正反转。
• 控制相对简单：早期依靠调节电阻或者电机-发电机组即可实现，技术成熟

使用场景：

主要用于对调速性能、精度和动态响应要求苛刻的场合，尤其是在变频技术成熟前典型应用包括：

• 重型工业：大型可逆轧钢机、矿井卷扬机、挖掘机。
• 交通运输：电力机车（如老式地铁、有轨电车）、无轨电车、大型电动轮自卸车。
• 精密加工：大型数控机床、龙门刨床的主驱动。
• 特种设备：造纸机、印钞机等需要极高同步和张力控制的设备。

主要缺点：电机结构复杂，有换向器和电刷，需要定期维护，且不适合在易燃易爆、多尘埃的恶劣环境使用。

交流拖动系统

它的核心优势在于结构简单、可靠性高。特别是鼠笼式异步电机，没有电刷和换向器，坚固耐用，维护量极小

主要优点：

• 结构简单，坚固耐用：电机成本低，能适应各种恶劣环境（灰尘、潮湿、甚至防爆）。
• 维护方便：基本免维护，运行可靠。
• 节能高效：随着变频技术发展，交流调速系统的效率已超越直流系统，功率因数也易于改善。
• 惯量小：适合高速运行。

使用场景：

随着变频调速技术的成熟，交流拖动已经成为绝对主流，广泛应用于高端到低端的几乎所有领域。

• 普通恒速应用：风机、水泵、压缩机、普通传送带。这是交流拖动最基础的应用，直接启动，简单可靠。高性能调速应用（已替代直流）：大部分电梯、高速列车（高铁、动车）、电动汽车、伺服压力机、纺织机械、注塑机、机器人关节。现代变频器+矢量控制技术，让交流调速的性能足以媲美甚至超越直流系统。超大功率、超高速场合：如电力机车牵引、大型船舶推进、高速电主轴等，交流电机（特别是永磁同步）优势明显。
• 主要缺点（已基本被现代技术克服）：早期存在调速困难、性能差的问题，但现代电力电子技术已使交流变频调速性能达到很高水平。

总结：

• 选型原则：在20年前，追求高性能首选直流。现在，除了极少数超大功率、对动态响应有极致要求或受限于现有设备改造的场合，基本都会优先选用交流变频拖动系统。
• 大趋势：交流拖动已经全面取代直流拖动，成为现代电力拖动的主流。直流系统正快速退出历史舞台，仅在一些老旧设备或特殊应用中才能见到。