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一文了解直流電機(jī)、交流電機(jī)及電子整流電機(jī)的差異
閱讀：2008 發(fā)布時間：2017-8-28工程師通常會在直流（DC）電機(jī)或交流（AC）電機(jī)中進(jìn)行選擇,。zui近，電子整流（EC）電機(jī)也加入了混戰(zhàn),，該設(shè)備有助于控制能量輸出,，并提升能源效率。小編將整理了三款電機(jī)的簡介及特點,，供各位讀者了解三款設(shè)備間的區(qū)別,，詳見正文。
蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道,，工程師通常會在直流（DC）電機(jī)或交流（AC）電機(jī)中進(jìn)行選擇,。zui近，電子整流（EC）電機(jī)也加入了混戰(zhàn),，該設(shè)備有助于控制能量輸出,，并提升能源效率。該設(shè)備技術(shù)*,，目前正在替代直流電機(jī)及交流電機(jī),，可實現(xiàn)效率調(diào)節(jié)。電子整流電機(jī)與直流無刷電機(jī)均受控于外置電子線路板,，可提升控制及效率,。
直流與交流電機(jī)的原理
直流電機(jī)憑借碳刷及整流環(huán)來改變旋轉(zhuǎn)電樞（rotating armature）內(nèi)電流及磁場電極的方向，內(nèi)轉(zhuǎn)子與固定式永磁的相互作用將導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)動,。
據(jù)maxon電機(jī)透露,，直流電機(jī)受限于電刷系統(tǒng)，使用壽命為1000-1500小時,，若在負(fù)載下，將不足100小時,。在工況條件較好的情況下,，部分電機(jī)的運行壽命或?qū)⑦_(dá)到1.5萬小時,。此外，高速旋轉(zhuǎn)則受限于整流,，通常zui大每分鐘轉(zhuǎn)速接近1萬次（RPM）,。
直流電機(jī)的有效率（efficiency rate）較高，但存在一定的比損耗（specific losses）,，導(dǎo)致失效（lose efficiency）的因素包括：繞組的初始阻力（initial resistance）,、電刷摩擦及渦流損耗（eddy-current losses）。
交流感應(yīng)電機(jī)（AC induction motors）則采用了一系列繞組,，并受控于交流輸入電壓,，并由其產(chǎn)生定子磁場（stator field），進(jìn)而在產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場,。而同步電機(jī)（synchronous motor）則是另一種交流電機(jī),，其運行時的電源頻率（supply frequency）精度高。當(dāng)電流通過滑環(huán)（slip ring）或永磁體時,，將產(chǎn)生磁場,。同步電機(jī)的運行速度比感應(yīng)電機(jī)快，后者的速度受限于異步電機(jī)（asynchronous motor）的滑環(huán),。
交流電機(jī)則意味著該設(shè)備的運行數(shù)值將與性能曲線上某個特定點相對應(yīng),，該曲線與電機(jī)的峰值效率（peak efficiency）將保持一致。若未按照該點對應(yīng)的數(shù)值運行,，那么電機(jī)的效率將大幅下挫,。交流電機(jī)在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場,，該過程將導(dǎo)致額外的耗能,。所以，交流電機(jī)的效率不如直流電機(jī),。事實上,，直流電機(jī)的效率要比交流電機(jī)高30%以上，因為永磁體將產(chǎn)生次生磁場（secondary magnetic field）,。
上圖對比了電子整流電機(jī),、三相感應(yīng)交流電機(jī)（three-phase induction AC motor）、單相交流感應(yīng)電機(jī)及罩極電動機(jī)（shaded pole motor）的電機(jī)效率,。
電子整流電機(jī)的簡介及優(yōu)勢
電子整流電機(jī)是一種受控于外部電子器件的無刷直流電機(jī),，該電子器件可能是電子線路板，也可能是變頻器（variable-frequency drive）,。機(jī)械整流（mechanical commutation）的執(zhí)行有賴于電子回路（electronic circuitry）,，線路板可改變固定式繞組（fixed winding）的相位，確保電機(jī)轉(zhuǎn)動,，可提供適量的電樞電流（armature current）,。若在的時間段內(nèi)向正確的方向傳輸電流,，可實現(xiàn)較高的精度。由于電極的轉(zhuǎn)速受控于外部電子器件,，電子整流電機(jī)不存在同步轉(zhuǎn)速（synchronous speed）受限的情況,。
電子整流電機(jī)具有以下優(yōu)勢：由于該類電機(jī)無電刷，不會產(chǎn)生火星或因電刷緣故導(dǎo)致電機(jī)使用壽命縮短,，且不會浪費能量,，因為其采用電子器件來控制定子，其性能及可控性較好,。相較于感應(yīng)電機(jī),，其運行溫度較低。電機(jī)尺寸越小,，越能節(jié)省空間,，當(dāng)制造商采用外轉(zhuǎn)子（external rotor）時，甚至能節(jié)省更多的空間,。
若采用電子整流電機(jī),，動力分配也更為清潔。無刷直流電機(jī)靠單獨的直流電源驅(qū)動,，交流電機(jī)的電源會產(chǎn)生額外的成本,，且設(shè)計更為復(fù)雜。電子整流電機(jī)可直接與交流主電源相連,，但其并不*依賴于電壓或頻率,，小幅的電壓變動不會影響電機(jī)輸出。
若將電子整流電機(jī)與交流罩極電機(jī)或固定分相電容器式交流電動機(jī)（AC permanent-split capacitor motor）進(jìn)行比對,，則會發(fā)現(xiàn)：罩極電機(jī)的效率范圍（efficiency range）在15%-25%,，固定分相電容器式交流電動機(jī)（permanent-split capacitors，PCS）的范圍在30%-50%,，而電子整流電機(jī)的效率范圍在60%-75%,。
電子整流電機(jī)可用于低功率輸出的應(yīng)用中，如：小型風(fēng)機(jī),、伺服電機(jī),、動作控制技術(shù)系統(tǒng)（motion-control systems）。目前正嘗試新方法,，將該類電機(jī)應(yīng)用到傳送帶及冷凝機(jī)組（condenser units）等大功率輸出設(shè)備,。
在控制速度方面，電子整流電機(jī)擁有多速控制功能,，速度控制器是其標(biāo)配件,。交流電機(jī)也提供多數(shù)控制功能，并提供外置速度控制器選配件。外部控制器可調(diào)整交流電機(jī)的變壓器一次電壓（incoming voltage）,，可變更正弦波,，會使電機(jī)的使用壽命受影響,，并導(dǎo)致噪音增多,。
對電子整流電機(jī)而言，整流電路的脈寬調(diào)制（pulse-width modulation）為4-20 mA,，電壓為0-10 V,，將電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在10%-100%的范圍內(nèi)。只需采用集成電路,，就能完成對電子整流電機(jī)的監(jiān)控,，設(shè)計師可提供對應(yīng)的反饋信息。電子整流電機(jī)還可提供軟啟動（soft start）,，且噪聲及電機(jī)溫度較低,。