电机传动为什么用高速电机驱动低速设备？

偶然在路边看到的柴油发电机的传动结构引起了人们对讨论电机传动机构的兴趣。电机产品是一种将电机能量转化为机械能的动力设备。电机的传动方式主要有联轴器传动、皮带传动和齿轮转动。耦合传动的特点是被拖动设备的转速与电机的转速相同。而皮带传动和齿轮传动都是变速的，大多数情况下是为了获得大扭矩的减速传动。当驱动轮的直径与从动轮的直径相同时，只能对拖动机械设备起到单一作用。

比如常见的皮带轮助力机构，皮带张力固定，电机端皮带轮直径小，驱动压力机的皮带轮直径大，意味着驱动压力机的扭矩是电机输出扭矩乘以皮带轮直径比的倍数，转速正好相反。

为什么大多数机器使用高速电机？特定设备运行所需的功率是固定的，设备旋转部件的转速通常不高。此时，驱动电机的选择可以在高速或低速下进行。但对于异步电机，同样功率的电机，转速越高，体积越小，效率越高。大多数机器由异步电机驱动，因此使用“高速电机减速器”模式是很自然的。

减速驱动技术已经很好地应用于许多机械设备，如缆车、压力机(几乎在每个电机厂都可以看到冲压和剪切设备)和三维停车设备。

严格来说，减速传动应该叫变速传动。齿轮箱就是一个典型的例子，它是风力涡轮机中极其重要的核心部件。从发电机侧，电机输出轴的高速通过齿轮箱转换成低速，以匹配叶片的低速。结构和工作原理与传统减速机无异；从叶片端看，叶片的低速大扭矩通过变速箱转化为输入到电机轴上的高速小扭矩(相对于叶片端的大扭矩)，是一种增速器。因此，风力发电机的齿轮箱是传统意义上的减速器，原理相同，但速比范围大得多，可靠性要求高得多，主要涉及轴承、齿轮等关键零件的材料和加工等多项尖端技术，以及与偏航控制相关的复杂机构。

机械变速或减速传动分为两类：皮带传动和齿轮传动。皮带由摩擦力驱动，方向一致；齿轮传动由齿的挤压驱动，主动轮和从动轮的转动方向相反；皮带传动一般用于长距离，速比不高或负载冲击力过大，容易造成打滑；齿轮传动不会打滑，结构紧凑、速比要求高的场合采用齿轮传动。比较两种传动方式的效率，优秀的齿轮传动效率可以达到98%左右，皮带传动效率会略高。

根据变速传动的机理分析，当电机轮大于被拖动设备轮的直径时，是一种获得高速的传动；相反，当电机轮小于被拖动设备轮的直径时，则是一种获得高扭矩的传动。从能量转换的角度来看，使用高速电机驱动设备是一种相对节能的方案。

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