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在一定溫度條件下, 一定體積的壓縮空氣所具有的能量與其壓力成正比. 在允許的條件下能使用低的工作壓力去完成同一工作( 例如驅(qū)動同一氣動馬達),則可減少能源消耗. 因此, 氣動馬達系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑之一就是對系統(tǒng)的不同部分根據(jù)不同情況使用不同的工作壓力. 例如氣壓傳動系統(tǒng)用高壓氣源, 氣動控制系統(tǒng)用低壓氣源工作; 而在氣壓傳動系統(tǒng)中, 在很多情況下是正行程有外加負載, 回程無外加負載或只有很小的負載, 這時就可如下圖所示在換向阿輸出端多裝一個減壓閥〔3 ) 或各種節(jié)能元件(9, l0), 使氣缸活塞在正行程時用高壓氣源, 回程用低壓工作孟這種系統(tǒng)在正行程用高壓氣源( > 0.S M P a), 回程用0.1~.0 2M aP 表壓工作, 節(jié)能可達25 一35 % . 可見節(jié)能效果相當可觀。目前,直流馬達已在多個行業(yè)中得到應用,而且正在不斷地i推廣應用,為了取得了更大的社會效益和經(jīng)濟效益,了解直流馬達的排風系統(tǒng)中非常關鍵的。
氣動馬達是以壓縮空氣為工作介質(zhì)的原動機,它是采用壓縮氣體的膨脹作用,把壓力能轉(zhuǎn)換為機械能的動力裝置。
各類型式的氣馬達盡管結(jié)構(gòu)不同,工作原理有區(qū)別,但大多數(shù)氣馬達具有以下特點:
1.可以無級調(diào)速。只要控制進氣閥或排氣閥的開度,即控制壓縮空氣的流量,就能調(diào)節(jié)馬達的輸出功率和轉(zhuǎn)速。便可達到調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和功率的目的。
2.能夠正轉(zhuǎn)也能反轉(zhuǎn)。大多數(shù)氣馬達只要簡單地用操縱閥來改變馬達進、排氣方向,即能實現(xiàn)氣馬達輸出軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),并且可以瞬時換向。在正反向轉(zhuǎn)換時,沖擊很小。氣馬達換向工作的一個主要優(yōu)點是它具有幾乎在瞬時可升到全速的能力。葉片式氣馬達可在一轉(zhuǎn)半的時間內(nèi)升至全速;活塞式氣馬達可以在不到一秒的時間內(nèi)升至全速。電子噴射汽車的啟動故障分析發(fā)動機能正常啟動必須具備三個要素:壓縮、火花和混合氣。利用操縱閥改變進氣方向,便可實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時間短,速度快,沖擊性小,而且不需卸負荷。
3.工作安全,不受振動、高溫、電磁、輻射等影響,適用于惡劣的工作環(huán)境,在易i燃、易i爆、高溫、振動、潮濕、粉塵等不利條件下均能正常工作。
4.有過載保護作用,不會因過載而發(fā)生故障。過載時,馬達只是轉(zhuǎn)速降低或停止,當過載解除,立即可以重新正常運轉(zhuǎn),并不產(chǎn)生機件損壞等故障??梢蚤L時間滿載連續(xù)運轉(zhuǎn),溫升較小。
5.具有較高的起動力矩,可以直接帶載荷起動。起動、停止均迅速??梢詭ж摵蓡?。啟動、停止迅速。
6.功率范圍及轉(zhuǎn)速范圍較寬。功率小至幾百瓦,大至幾萬瓦;轉(zhuǎn)速可從零一直到每分鐘萬轉(zhuǎn)。
7.操縱方便,維護檢修較容易 氣馬達具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,馬力大,操縱容易,維修方便。 8.使用空氣作為介質(zhì),無供應上的困難,用過的空氣不需處理,放到大氣中無污染 壓縮空氣可以集中供應,遠距離輸送
1835年,制作世界上第i一臺能驅(qū)動小電車的應用馬達為美國一位鐵匠達文波(Thomas Davenport)。 1870年代初期,世界i上可商品化的馬達由比利時電機工程師Zenobe Theophile Gamme所發(fā)明。 1888年,美國著i名發(fā)明家尼古拉·特斯拉應用法拉第的電磁感應原理,發(fā)明交流馬達,即為感應馬達。 1845年,英國物理學家惠斯頓(Wheatstone)申請線性馬達的專利,但原理于1960年代才被重視,而設計了實用性的線性馬達,已被廣泛在工業(yè)上應用。 1902年,瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應馬達的旋轉(zhuǎn)磁場觀念,發(fā)明了同步馬達。 1923年,蘇格蘭人James Weir French 發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance)步進馬達。速度控制方面,直流有刷電機通過電壓調(diào)速,比較簡單方便,但速度比較低時會受到限制。 1962年,藉霍爾元件之助,實用之DC無刷馬達終于問世。 1980年代,實用之超音波馬達開始問世。
直流無刷電機與有刷電機的區(qū)別?
直流無刷電機是通過電子換向,而有刷電機是通過電刷換向,所以有刷電機噪聲大,壽命低,一般有刷電機壽命在600小時以下,而無刷電機的壽命正常情況下是由軸承壽命決定,會超過5000小時。
有刷電機的電刷頻繁切換可能對其他電子設備產(chǎn)生電磁干擾。
速度控制方面,直流有刷電機通過電壓調(diào)速,比較簡單方便,但速度比較低時會受到限制;直流無刷電機也可以通過電壓調(diào)速,但還可以用PWM調(diào)速方式方便在低速時調(diào)速控制。
動力和速度方面,主要看電機的設計參數(shù),但有刷電機的電刷不可能在很大功率的情況下?lián)Q向,因為產(chǎn)生的電弧太大,所以一般功率不會太大,我知道的在5P以內(nèi),而無刷電機可以做到很大功率;氣動馬達是較有代表性的一類氣動機械,在實際工業(yè)生產(chǎn)中也較為常見。有刷電機不會有很高速度電機,因為這樣電機電刷很快就磨損完了了,而無刷電機可能達到8萬轉(zhuǎn)/分這樣的高速。
當然,有刷電機有它的優(yōu)勢,就是成本低廉,操控容易;在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中,越來越多的行業(yè)和企業(yè)運用到了減速馬達,也有一批企業(yè)進入到了減速馬達行業(yè),減速馬達廣泛應用于鋼鐵行業(yè)、機械行業(yè)等,有些小型的減速馬達還廣泛應該于電子鎖具、光學設備、精密儀表、金融設備領域中。無刷電機的成本一般高很多,控制方面要比較專業(yè)的知識。隨著無刷電機控制技術不斷成熟,電子元器件成本下降和人們對產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高以及節(jié)能減排的壓力,越來越多的有刷電機和交流電機會被直流無刷電機取代。