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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(dòng)同一氣動(dòng)馬達(dá)),則可減少能源消耗. 因此, 氣動(dòng)馬達(dá)系統(tǒng)節(jié)能的重要途徑之一就是對(duì)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(dòng)系統(tǒng)用高壓氣源, 氣動(dòng)控制系統(tǒng)用低壓氣源工作; 而在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中, 在很多情況下是正行程有外加負(fù)載, 回程無(wú)外加負(fù)載或只有很小的負(fù)載, 這時(shí)就可如下圖所示在換向阿輸出端多裝一個(gè)減壓閥〔3 ) 或各種節(jié)能元件(9, l0), 使氣缸活塞在正行程時(shí)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(dá)25 一35 % . 可見節(jié)能效果相當(dāng)可觀。目前,直流馬達(dá)已在多個(gè)行業(yè)中得到應(yīng)用,而且正在不斷地i推廣應(yīng)用,為了取得了更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,了解直流馬達(dá)的排風(fēng)系統(tǒng)中非常關(guān)鍵的。
氣動(dòng)馬達(dá)是以壓縮空氣為工作介質(zhì)的原動(dòng)機(jī),它是采用壓縮氣體的膨脹作用,把壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的動(dòng)力裝置。
各類型式的氣馬達(dá)盡管結(jié)構(gòu)不同,工作原理有區(qū)別,但大多數(shù)氣馬達(dá)具有以下特點(diǎn):
1.可以無(wú)級(jí)調(diào)速。只要控制進(jìn)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(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速。便可達(dá)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(dá)只要簡(jiǎn)單地用操縱閥來(lái)改變馬達(dá)進(jìn)、排氣方向,即能實(shí)現(xiàn)氣馬達(dá)輸出軸的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),并且可以瞬時(shí)換向。在正反向轉(zhuǎn)換時(shí),沖擊很小。氣馬達(dá)換向工作的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它具有幾乎在瞬時(shí)可升到全速的能力。葉片式氣馬達(dá)可在一轉(zhuǎn)半的時(shí)間內(nèi)升至全速;活塞式氣馬達(dá)可以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)升至全速。電子噴射汽車的啟動(dòng)故障分析發(fā)動(dòng)機(jī)能正常啟動(dòng)必須具備三個(gè)要素:壓縮、火花和混合氣。利用操縱閥改變進(jìn)氣方向,便可實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的時(shí)間短,速度快,沖擊性小,而且不需卸負(fù)荷。
3.工作安全,不受振動(dòng)、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(dòng)、潮濕、粉塵等不利條件下均能正常工作。
4.有過(guò)載保護(hù)作用,不會(huì)因過(guò)載而發(fā)生故障。過(guò)載時(shí),馬達(dá)只是轉(zhuǎn)速降低或停止,當(dāng)過(guò)載解除,立即可以重新正常運(yùn)轉(zhuǎn),并不產(chǎn)生機(jī)件損壞等故障??梢蚤L(zhǎng)時(shí)間滿載連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),溫升較小。
5.具有較高的起動(dòng)力矩,可以直接帶載荷起動(dòng)。起動(dòng)、停止均迅速??梢詭ж?fù)荷啟動(dòng)。啟動(dòng)、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(wàn)瓦;轉(zhuǎn)速可從零一直到每分鐘萬(wàn)轉(zhuǎn)。
7.操縱方便,維護(hù)檢修較容易 氣馬達(dá)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wú)供應(yīng)上的困難,用過(guò)的空氣不需處理,放到大氣中無(wú)污染 壓縮空氣可以集中供應(yīng),遠(yuǎn)距離輸送
1835年,制作世界上第i一臺(tái)能驅(qū)動(dòng)小電車的應(yīng)用馬達(dá)為美國(guó)一位鐵匠達(dá)文波(Thomas Davenport)。 1870年代初期,世界i上可商品化的馬達(dá)由比利時(shí)電機(jī)工程師Zenobe Theophile Gamme所發(fā)明。 1888年,美國(guó)著i名發(fā)明家尼古拉·特斯拉應(yīng)用法拉第的電磁感應(yīng)原理,發(fā)明交流馬達(dá),即為感應(yīng)馬達(dá)。 1845年,英國(guó)物理學(xué)家惠斯頓(Wheatstone)申請(qǐng)線性馬達(dá)的專利,但原理于1960年代才被重視,而設(shè)計(jì)了實(shí)用性的線性馬達(dá),已被廣泛在工業(yè)上應(yīng)用。 1902年,瑞典工程師丹尼爾森利用特斯拉感應(yīng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)觀念,發(fā)明了同步馬達(dá)。 1923年,蘇格蘭人James Weir French 發(fā)明三相可變磁阻型(Variable reluctance)步進(jìn)馬達(dá)。速度控制方面,直流有刷電機(jī)通過(guò)電壓調(diào)速,比較簡(jiǎn)單方便,但速度比較低時(shí)會(huì)受到限制。 1962年,藉霍爾元件之助,實(shí)用之DC無(wú)刷馬達(dá)終于問(wèn)世。 1980年代,實(shí)用之超音波馬達(dá)開始問(wèn)世。
直流無(wú)刷電機(jī)與有刷電機(jī)的區(qū)別?
直流無(wú)刷電機(jī)是通過(guò)電子換向,而有刷電機(jī)是通過(guò)電刷換向,所以有刷電機(jī)噪聲大,壽命低,一般有刷電機(jī)壽命在600小時(shí)以下,而無(wú)刷電機(jī)的壽命正常情況下是由軸承壽命決定,會(huì)超過(guò)5000小時(shí)。
有刷電機(jī)的電刷頻繁切換可能對(duì)其他電子設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。
速度控制方面,直流有刷電機(jī)通過(guò)電壓調(diào)速,比較簡(jiǎn)單方便,但速度比較低時(shí)會(huì)受到限制;直流無(wú)刷電機(jī)也可以通過(guò)電壓調(diào)速,但還可以用PWM調(diào)速方式方便在低速時(shí)調(diào)速控制。
動(dòng)力和速度方面,主要看電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù),但有刷電機(jī)的電刷不可能在很大功率的情況下?lián)Q向,因?yàn)楫a(chǎn)生的電弧太大,所以一般功率不會(huì)太大,我知道的在5P以內(nèi),而無(wú)刷電機(jī)可以做到很大功率;氣動(dòng)馬達(dá)是較有代表性的一類氣動(dòng)機(jī)械,在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中也較為常見。有刷電機(jī)不會(huì)有很高速度電機(jī),因?yàn)檫@樣電機(jī)電刷很快就磨損完了了,而無(wú)刷電機(jī)可能達(dá)到8萬(wàn)轉(zhuǎn)/分這樣的高速。
當(dāng)然,有刷電機(jī)有它的優(yōu)勢(shì),就是成本低廉,操控容易;在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中,越來(lái)越多的行業(yè)和企業(yè)運(yùn)用到了減速馬達(dá),也有一批企業(yè)進(jìn)入到了減速馬達(dá)行業(yè),減速馬達(dá)廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機(jī)械行業(yè)等,有些小型的減速馬達(dá)還廣泛應(yīng)該于電子鎖具、光學(xué)設(shè)備、精密儀表、金融設(shè)備領(lǐng)域中。無(wú)刷電機(jī)的成本一般高很多,控制方面要比較專業(yè)的知識(shí)。隨著無(wú)刷電機(jī)控制技術(shù)不斷成熟,電子元器件成本下降和人們對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高以及節(jié)能減排的壓力,越來(lái)越多的有刷電機(jī)和交流電機(jī)會(huì)被直流無(wú)刷電機(jī)取代。