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交流電機和直流電機優(yōu)缺點

更新時間:2023-03-13點擊次數:2439

交流電機和直流電機都是將電能轉化為機械能的裝置,從名稱就能清楚的知道,交流電機由交流電供電,直流電機由直流電供電。但這不是全部區(qū)別,它們之間還有其他一些不同。

交流電機是使用電磁感應將電能轉換為機械能的電機類型,交流電機由交流電供電,由此得名。交流電機進一步分為:

1、感應電機(異步):使用電磁感應將電能轉換為機械能。 

2、同步電機: 將電能轉換為機械能并以同步速度運行。

直流電機是一種將電能轉換為機械旋轉能的電機,直流電動機由直流電供電。直流電機進一步分為:

1、永磁直流電機

2、串繞直流電機

3、并聯(lián)繞組直流電機 

4、復合繞組直流電機

5、無刷直流電機 

交流電機和直流電機有以下不同點:


電源性質


交流電機的主要輸入電源是交流電,因此,交流電機根據電磁感應原理運行。交流電機的供電電源有單相或多相或三相電源,多相或三電源具有不同的電壓輸入,以不同的角度(1202π/3弧度)運行。

直流電機的初級輸入電流是不改變方向的直流電,它是單向的。直流電機中的能量通常來自電池、直流電池或交流到直流電源轉換器。


換向過程


交流電機中,電樞的輸入電源是交流電,不存在換向過程。交流電機向靜止的定子提供輸入,沒有碳刷和換向器。

直流電機電樞的輸入電源是直流電,換向過程是必要的。直流電機為旋轉的轉子提供輸入,碳刷和換向器對于直流電機來說是不可少的。碳刷需要定期維護,并增加了直流電機的額外維護成本。另外,碳刷還會影響直流電機的使用壽命。


磁場


在交流電機中,交流電為定子線圈提供電流。作為回報,它會產生旋轉磁場,從而在轉子線圈中產生電動勢(EMF)。EMF在轉子中產生電流,然后轉子旋轉。

磁場在直流電機中是靜止的,即它不旋轉。但是電流供應給電樞,這導致電樞旋轉。


調速


交流電機可以通過改變輸入頻率來控制交流電機的速度。將交流電的輸入頻率提供給定子時,它與電機的速度成正比。這意味著當增加頻率時,發(fā)動機的速度也會增加。為了控制交流電機的速度,通常使用變頻驅動控制器(VFD)。

直流電機通過改變直流電機的電樞電流和電壓來控制電機速度。通過PWM,直流電機的速度控制過程更容易。PWM又稱脈沖寬度調制是使用微控制器控制直流電機速度的標準方法。


維護


交流電機中沒有換向器和電刷,這使得它們比直流電機成本更低、效率更高,維護的機會非常低。

對于直流電機,維護過程成本更高且更頻繁。直流電機中的電刷和換向器使其維護成本高,并限制了電機的速度,最終使直流電機的壽命比交流電機短。


扭矩性能


提高交流電機的速度時,扭矩會降低,扭矩與交流電機的電機速度成反比。

直流電機對于需要速度控制的應用更有效,因為它們在速度范圍內提供恒定的扭矩。另外,直流電機對負載變化的響應比交流電機快。


輸入端子


在交流電機中,有三個輸入端子,分別為RYB,RYB代表紅色、黃色和藍色。通常,在三相交流電機中將三相按120 °角分開。


直流電機有兩個輸入端子,即正端子和負端子。

啟動機制

多相交流電機是自啟動的,不需要外部設備啟動。 但并非所有電機都是自啟動的,單相交流電機需要額外的電子設備,比如:電容器。

所有直流電機都是自啟動的,這意味著它們不需要任何額外的設備即可啟動。

應用領域

交流電機適用于大型工業(yè)應用,例如:鉆機、水泵、機動越野設備、烤箱和熱水器。

在精確位置控制和高扭矩應用中使用直流電機,另外還包括起重機、兒童玩具、小型電機、電梯、軋機和挖掘機。

交流電機的優(yōu)缺點:

優(yōu)點:

1、交流電機靈活且易于控制;

2、它們具有耐用性和更長的使用壽命;

3、交流電機幾乎不需要維護;

4、它們具有較低的啟動功率需求;

5、交流電機控制不同級別的速度和扭矩;

6、能夠進行各種配置。

缺點:

1、交流電機無法在低速下運行;

2、定位控制很差;

3、會產生反電動勢,從而使電機減速。

直流電機的優(yōu)缺點:

優(yōu)點:

1、具有便宜且直接的驅動設計;

2、安裝很簡單; 

3、能夠提供出色的速度控制;

4、啟動功率和扭矩更高。

缺點:

1、維護成本高且成本高;

2、容易受到灰塵的影響,從而降低其性能。