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气动马达与电机马达的区别有哪些

气动马达与电机马达是当前现在工业生产中的方要动力源之一,使用和控制非常方便,具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力,能满足各种运行要求;工作效率较高,又没有烟尘、气味,不污染环境,噪声也较小。由于它们的一系列优点,所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。但是气动马达相对于电动机(或称马达)的还是有多方面方面的区别,只有搞清它们的原理、特点、应用范围等,才能在选型中更好更经济的利用。
一、分类、马达原理的区别

气动马达也称为风动马达,是指将压缩空气的压力能转换为旋转的机械能的装置。一般作为更复杂装置或机器的旋转动力源。气动马达按结构分类为:叶片式气动马达,活塞式气动马达,紧凑叶片式气动马达,紧凑活塞式气动马达。

1)径向活塞气动马达非常相似早期的老式径向活塞航空发动机,区别只是径向活塞马达是用空气作为燃料。径向活塞马达分4,5 和 6 缸的径向活塞马达,其输出扭矩是由气缸内活塞上的压力产生的。径向活塞气动马达的特点是低速动力输出装置,空转速度通常在3500RPM或低于3500RPM.径向活塞气动马达能够在任何输出速度上承受重载,径向活塞式马达主要用作固定动力源。

径向活塞气动马达原理图

2)活塞式气动马达结构原理图通过曲柄或斜盘将若干个活塞的直线运动转变为回转运动的气动马达。其结构有径向活塞式和轴向活塞式两种。
图a所示为最普通的径向活塞式气动马达的结构原理。其工作室由活塞和缸体构成。3~6个气缸围绕曲轴呈放射状分布,每个气缸通过连杆与曲轴相连。通过压缩空气分配阀向各气缸顺序供气,压缩空气推动活塞运动,带动曲轴转动。当配气阀转到某角度时,气缸内的余气经排气口排出。改变进、排气方向,可实现气马达的正、反转换向。

活塞式气动马达结构原理图

图b所示为轴向活塞式气马达的结构原理。在轴向均布着气缸,在输入压缩空气的作用下气缸活塞依次作往复直线运动,通过斜盘作用,把直线运动转变为输出轴的回转运动。

3)如图所示为叶片式气动马达结构原理图。主要由定子、转子、叶片及壳体构成。在定子上有进一排气用的配气槽孔。转子上铣有长槽。槽内装有叶片。定子两端盖有密封盖。转子与定子偏心安装。这样,沿径向滑动的叶片与壳体内腔构成气动马达工作腔室。

气动马达工作原理同液压马达相似。压缩空气从输人口A进入。作用在工作室两侧的叶片上。由于转子偏心安装,气压作用在两侧叶片上产生的转矩差,使转子按逆时针方向旋转。当偏心转子转动时,工作室容积发生变化,在相邻工作室的叶片上产生压力差,利用该压力差推动转子转动。作功后的气体从输出口排出。若改变压缩空气输入方向,即可改变转子的转向。

叶片式气动马达结构原理图

图a所示叶片式气动马达采用了不使压缩空气膨胀的结构形式,即非膨胀式,工作原理如上所述。图b所示叶片式气动马达采用了保持压缩空气膨胀行程的结构形式。当转子转到排气口C位置时,工作室内的压缩空气进行一次排气,随后其余压缩空气继续膨胀直至转子转到输出口B位置进行二次排气。气动马达采用这种结构能有效地利用部分压缩空气膨胀时的能量,提高输出功率。非膨胀式气动马达与膨胀式气马达相比,其耗气量大,效率低;单位容积的输出功率大,体积小,重量轻。

叶片式气动马达一般在中、小容量及高速回转的范围使用,其耗气量比活塞式大,体积小,重量轻,结构简单。其输出功率为0.1—20kW,转速为500~25000r/min。另外,叶片式气马达启动及低速运转时的特性不好,在转速500r/min以下场合使用,必需要配用减速机构。叶片式气动马达主要用于矿山机械和气动工具中。


 电动机按工作电源分类 根据电动机工作电源的不同,可分为直流电动机和交流电动机。其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。

按结构及工作原理分类 电动机按结构及工作原理可分为直流电动机,异步电动机和同步电动机。同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 直流电动机按结构及工作原理可分为无刷直流电动机和有刷直流电动机。有刷直流电动机可分为永磁直流电动机和电磁直流电动机。电磁直流电动机又分为串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。永磁直流电动机又分为稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。

1)直流电机的物理模型图解释

直流电机的物理模型图
  这是分析直流电机的物理模型图。
  其中,固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的)
  上图表示一台最简单的两极直流电机模型,它的固定部分(定子)上,装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

2)交流电动机由定子和转子组成,在模型中,定子就是电磁铁,转子就是线圈。而定子和转子是采用同一电源的,所以,定子和转子中电流的方向变化总是同步的,即线圈中的电流方向变了,同时电磁铁中的电流方向也变,根据左手定则,线圈所受磁力方向不变,线圈能继续转下去。  关于二个铜环的作用:二个铜环配上相应的二个电刷,电流就能源源不断的被送入线圈。这个设计的好处是:避免了二根电源线的緾绕问题,因为线圈是不停的转的,用二条导线向线圈供电的话,二根电源线便会缠绕。 关于线圈中的电流由于是交流电,是有电流等于零的时刻,不过这个时刻同有电流的时间比起来实在是太短了,更何况线圈有质量,具有惯性,由于惯性线圈就不会停下来。交流电动机是根据交流电的特性,在定子绕组中产生旋转磁场,然后使转子线圈做切割磁感线的运动,使转子线圈产生感应电流,感应电流产生的感应磁场和定子的磁场方向相反,才使转子有了,旋转力矩。

交流电动机原理图
二、气动马达区别于电机马达特点

1、 小体积能产生高功率;
2、 急启动,急停机,特别适合频繁启动的场合,而且换向非常容易;
3、 简单的无级调速,从零到最大,操作灵活;
4、 启动扭矩较大,能带载启动;
5、 活塞式气动马达结构简单,气动马达使用寿命特别长;
6、 不受外部环境的影响,甚至在水中、多尘、潮湿、脏污等恶劣环境中,因为气动马达运转时内部压力都比外部压力大;
7、 活塞式气动马达具有高适应性,温升较小,转速可随负载改变,直至超载停机而不会对气动马达产生任何损伤,因此选择时可考虑采用较低的安全系数;
8、 安全、防爆,活塞式气动马达不产生火花、过热、爆炸、短路(电)等危险因素,活塞式气动马达尤其适用于带易燃易爆物质或高温的环境,如对溶剂、油漆、化学品等的搅拌及防爆场所。