了解負載、電機和應用的主要類型可以幫助簡化(huà)(huà)工(gōng)業(yè)電機和配件(jiàn)的選擇。在選擇工(gōng)業(yè)電機時要考慮很(hěn)多方面，如應用、操作、機械和環境問(wèn)題。一(yī)般來說(shuō)，可以選擇交流電機、直流電動機或伺服/步進電機。知道(dào)使用哪一(yī)種取決于工(gōng)業(yè)應用和是否有任何特殊的需要。根據電機驅動的負載類型，工(gōng)業(yè)電機需要一(yī)個(gè)恒定的或可變的扭矩和馬力。負載的大小、所需的速度和加速/減速——特别是速度快(kuài)和/或頻(pín)繁時——将決定所需的扭矩和馬力。還需要考慮控制(zhì)電機速度和位置的要求。

工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)(huà)電機負載有四種類型:

1、 可調馬力和恒轉矩：可變馬力和恒定扭矩應用包括輸送機、起重機和齒輪式泵。在這些(xiē)應用中(zhōng)，扭矩是恒定的，因為負載不(bù)變。所需的馬力可能會(huì)根據應用而變化(huà)(huà)，這使得(de)恒速交流和直流電機是一(yī)個(gè)很(hěn)好的選擇。

2、 可變扭矩和恒定馬力：變轉矩和恒馬力應用的一(yī)個(gè)例子是機器複卷紙(zhǐ)。材料的速度保持不(bù)變，這意味著(zhe)馬力不(bù)會(huì)改變。然而，随著(zhe)軋輥直徑的增加，載荷會(huì)發生(shēng)變化(huà)(huà)。在小系統中(zhōng)，這是一(yī)個(gè)很(hěn)好的應用直流電機或伺服電機。再生(shēng)功率也(yě)是一(yī)個(gè)值得(de)關注的問(wèn)題，在确定工(gōng)業(yè)電機的尺寸或選擇能量控制(zhì)方法時應加以考慮。交流電機與編碼器，閉環控制(zhì)，和全象限驅動器可能有利于較大的系統。

3、可調節馬力和扭矩：風機、離(lí)心泵和攪拌器需要可變馬力和扭矩。随著(zhe)工(gōng)業(yè)電機轉速的增加，負載輸出也(yě)随著(zhe)所需的馬力和扭矩的增加而增加。這些(xiē)類型的負載是電機效率讨論的開(kāi)始，逆變器負載交流電機使用變速驅動器(VSDs)。

4、位置控制(zhì)或轉矩控制(zhì)：像線性驅動器這樣的應用，需要精确地(dì)(dì)移動到多個(gè)位置，需要緊位置或扭矩控制(zhì)，經常需要反饋來驗證正确的電機位置。伺服電機或步進電機是這些(xiē)應用的最佳選擇，但帶反饋的直流電機或帶編碼器的逆變器負載交流電機通常用于鋼鐵(tiě)或造紙(zhǐ)生(shēng)産線以及類似的應用。

不(bù)同的工(gōng)業(yè)電機類型

雖然有超過36種的交流/直流電機用于工(gōng)業(yè)應用。雖然電機種類很(hěn)多，但在工(gōng)業(yè)應用中(zhōng)有大量的重疊，市(shì)場已經推動簡化(huà)(huà)電機的選擇。這在大多數應用中(zhōng)縮小了電機的實際選擇範圍。六種最常見(jiàn)的電機類型，适用于絕大多數的應用，是無刷和有刷直流電機，交流鼠籠和繞組轉子電機，伺服和步進電機。這些(xiē)電機類型适用于絕大多數應用，而其他(tā)(tā)類型僅用于特殊應用。

三種主要的工(gōng)業(yè)電機應用類型

工(gōng)業(yè)電機的三個(gè)主要應用是恒速、變速和位置(或轉矩)控制(zhì)。不(bù)同的工(gōng)業(yè)自(zì)動化(huà)(huà)情況需要不(bù)同的應用和問(wèn)題以及它們自(zì)己的問(wèn)題集。例如，如果最高速度小于電機的基準速度，就(jiù)需要一(yī)個(gè)齒輪箱。這也(yě)可以讓一(yī)個(gè)較小的馬達以更有效的速度運行。雖然網上有大量關于如何确定電機尺寸的信息，但用戶必須考慮很(hěn)多因素，因為有很(hěn)多細節需要考慮。計(jì)算負載慣量，扭矩和速度需要用戶了解的參數，如總質量和大小(半徑)的負載，以及摩擦，齒輪箱損失，和機器周期。負載的變化(huà)(huà)，加速或減速的速度，以及應用的占空比也(yě)必須考慮，否則工(gōng)業(yè)電機可能會(huì)過熱(rè)。交流感應電動機是工(gōng)業(yè)旋轉運動應用的普遍選擇。電機類型選擇和尺寸大小後，用戶還需要考慮環境因素和電機外殼類型，如開(kāi)放式框架和不(bù)鏽鋼外殼的洗滌應用。

工(gōng)業(yè)電機選型的三個(gè)主要問(wèn)題

1. 恒速應用程序？

在恒速應用中(zhōng)，電動機通常以近似的速度運行，很(hěn)少(shǎo)或沒有考慮到加速和減速斜坡。這種類型的應用程序通常使用全行開(kāi)/關控制(zhì)來運行。控制(zhì)電路通常由一(yī)個(gè)帶有接觸器的分支電路熔斷器、一(yī)個(gè)過載工(gōng)業(yè)電機起動器和一(yī)個(gè)手動電機控制(zhì)器或軟起動器組成。交流和直流電機都(dōu)适用于恒速應用。直流電機提供全扭矩在零速度和有一(yī)個(gè)大安裝基礎。交流電機也(yě)是一(yī)個(gè)很(hěn)好的選擇，因為他(tā)(tā)們有一(yī)個(gè)高功率因數，需要很(hěn)少(shǎo)的維護。相(xiàng)比之下(xià)，伺服或步進電機的高性能特性，對于一(yī)個(gè)簡單的應用來說(shuō)，會(huì)被認為是過份的。

2. 變速應用程序？

變速應用通常需要緊湊的速度和速度變化(huà)(huà)，以及定義的加速和減速斜坡。在實際應用中(zhōng)，降低(dī)工(gōng)業(yè)電機的轉速，如風扇和離(lí)心泵，通常是通過與負載匹配的功率消耗來提高效率，而不(bù)是全速運行和節流或抑制(zhì)輸出。這些(xiē)都(dōu)是非常重要的考慮輸送應用，如裝瓶線。交流電機和VFD的組合被廣泛用于提高效率，在各種變速應用中(zhōng)工(gōng)作良好。具有适當驅動器的交流和直流電機在變速應用中(zhōng)都(dōu)工(gōng)作得(de)很(hěn)好。長(cháng)期以來，直流電機和驅動組态一(yī)直是變速電機的唯一(yī)選擇，其部件(jiàn)也(yě)經過了開(kāi)發和驗證。即使是現在，直流電機在變速、分馬力應用中(zhōng)也(yě)很(hěn)流行，在低(dī)速應用中(zhōng)也(yě)很(hěn)有用，因為它們可以在低(dī)速時提供全轉矩，在各種工(gōng)業(yè)電機轉速下(xià)提供恒轉矩。然而，直流電機的維護是一(yī)個(gè)需要考慮的問(wèn)題，因為許多電機需要用電刷進行換向，而且由于與運動部件(jiàn)接觸會(huì)磨損。無刷直流電機消除了這個(gè)問(wèn)題，但他(tā)(tā)們在前期成本更昂貴，可用的工(gōng)業(yè)電機範圍更小。電刷磨損不(bù)是交流感應電動機的問(wèn)題，而變頻(pín)驅動(VFD)為超過1馬力的應用(如風扇和泵送)提供了一(yī)個(gè)有用的選擇，可以提高效率。選擇驅動類型來運行工(gōng)業(yè)電機可以增加一(yī)些(xiē)位置感知。如果應用程序需要，可以将編碼器添加到電機，并且可以指定驅動器來使用編碼器反饋。因此，這種設置可以提供類似伺服的速度。

3.是否需要位置控制(zhì)？

緊密的位置控制(zhì)是通過不(bù)斷驗證電機的位置，因為它的移動。應用如定位線性驅動器可以使用帶或不(bù)帶反饋的步進電機或帶有固有反饋的伺服電機。步進器以中(zhōng)等速度精确移動到某個(gè)位置，然後保持該位置。開(kāi)環步進系統提供強大的位置控制(zhì)，如果适當的大小。當沒有反饋時，步進器将移動準确的步數，除非它遇到超出其能力的負載中(zhōng)斷。随著(zhe)應用程序的速度和動力學的增加，開(kāi)環步進控制(zhì)可能不(bù)能滿足系統的要求，這就(jiù)需要升級到帶反饋的步進或伺服電機系統。一(yī)個(gè)閉環系統提供精确，高速運動輪廓和精确的位置控制(zhì)。伺服系統在高速下(xià)提供比步進器更高的轉矩，而且在高動态負載或複雜運動應用中(zhōng)也(yě)能更好地(dì)(dì)工(gōng)作。對于具有低(dī)位置超調的高性能運動，反射負載慣量應盡可能與伺服電機慣量匹配。在某些(xiē)應用程序中(zhōng)，高達10:1的不(bù)匹配就(jiù)足夠了，但是1:1的匹配是最優的。齒輪減速是解決慣性不(bù)匹配問(wèn)題的一(yī)種很(hěn)好的方法，因為反射載荷的慣性是按傳動比的平方下(xià)降的，但必須在計(jì)算中(zhōng)考慮齒輪箱的慣性。