電機與拖動試題(電動機傳動裝置的傳動比)

偶然在路邊看到的柴油發電機的驅動結構，引起了人們對電機驅動機理討論的興趣。電機是一種將電機能量轉化為機械能的動力設備。電機的傳動方式主要包括耦合傳動、皮帶傳動和齒輪轉動。聯軸器的特點是被拖動設備的轉速與電機的轉速相同。但是皮帶傳動和齒輪傳動都有變速，大部分都是扭矩較大的減速傳動。當主動輪和從動輪直徑相同時，只能起到拖動機械設備的單一作用。

比如常見的皮帶輪助力機構，皮帶張力固定，電機端皮帶輪直徑小，驅動壓力機的皮帶輪直徑大，意味著驅動壓力機的扭矩是電機輸出扭矩乘以皮帶輪直徑比的倍數，轉速正好相反。

為什么大多數機器使用高速電機？特定設備工作所需的功率是固定的，設備旋轉部件的轉速通常不高。此時，驅動電機的選擇可以在高速或低速下進行。然而，對于異步電機，轉速越高，相同功率的電機尺寸越小，效率越高。大多數機器由異步電機驅動，因此使用“高速電機減速器”模式是很自然的。

減速傳動技術在纜車、壓力機(幾乎每個電機廠都能見到的沖壓剪切設備)、立體停車裝置等眾多機械設備中得到了很好的應用。

嚴格來說，減速驅動應該叫變速驅動。典型的例子是齒輪箱，這是風力渦輪機極其重要的核心部件。從發電機側看，電機輸出軸的高速由變速箱轉換為低速，以匹配葉片的低速，其結構和工作原理與傳統減速器并無不同。從葉片端開始，葉片的低速和高扭矩通過變速箱轉化為輸入到電機軸上的高速和低扭矩(相對于葉片端的高扭矩)，變速箱是增速器。因此，風力發電機的齒輪箱是傳統意義上的減速器，原理相同，但速比范圍大得多，可靠性要求也高得多，主要涉及軸承、齒輪等關鍵零部件的材料和加工等諸多前沿技術，以及與偏航控制相關的復雜機構。

機械變速或減速傳動分為兩類：皮帶傳動和齒輪傳動。皮帶由摩擦力驅動，方向一致。齒輪傳動由齒的擠壓驅動，主動輪和從動輪反向旋轉。皮帶傳動一般用于長距離，對速比要求不高或負荷沖擊過大，容易造成打滑。齒輪傳動不會打滑，齒輪傳動用于結構緊湊、對速比要求高的場合。從兩種傳動方式的效率對比來看，優秀的齒輪傳動效率可以達到98%左右，皮帶傳動效率會略高。

從變速傳動的機理分析來看，當電機輪大于從動設備輪直徑時，是一種獲得高轉速的傳動，反之當電機輪小于從動設備輪直徑時，則是一種獲得高扭矩的傳動。從能量轉換的角度來看，使用高速電機驅動設備是一種相對節能的方案。

以上非官方內容僅代表個人觀點。