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直流有刷電機是我們接觸比較多的,生活中到處都是。中學(xué)物理也有接觸過,常作為模型展示, 有刷電機的主要結(jié)構(gòu)是定子和轉(zhuǎn)子電刷,它們通過旋轉(zhuǎn)磁場獲得旋轉(zhuǎn)扭矩,從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦,在旋轉(zhuǎn)過程中起傳導(dǎo)和換向作用。
有刷電機采用機械換向,磁極不動,線圈轉(zhuǎn)動。電機工作時,線圈和換向器轉(zhuǎn)動,但磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn)動。線圈的交流方向隨電機旋轉(zhuǎn)的逆變器和電刷改變。
在有刷電機中,其過程是將每組線圈的兩個電源輸入端依次排列成一個環(huán),用絕緣材料相互隔開,形成一個圓柱狀的東西,電機轉(zhuǎn)軸連成一體,電源由兩根碳素元素制成的小柱子(碳刷)組成。在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,按壓上線圈動力輸入環(huán)氣缸上的兩點,給一組線圈通電。
電機轉(zhuǎn)動時,不同線圈或同一線圈不同兩極在不同時間通電,使產(chǎn)生磁場的線圈NS極與NS極有合適的角度差 最近的永磁定子。 磁場相互吸引,同性相互排斥,產(chǎn)生動力并推動電機旋轉(zhuǎn)。 碳電極在線圈端子上滑動,就像物體表面的刷子一樣,因此被稱為碳“刷子”。
相互滑動會摩擦碳刷并造成磨損。 碳刷需要定期更換;碳刷與線圈端子交替通斷會引起電火花、電磁斷線,對電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。
無刷電機采用電子換向,線圈不動,磁極旋轉(zhuǎn)。無刷電機使用一套電子設(shè)備通過霍爾元件感應(yīng)永磁體的磁極位置。根據(jù)這種感知,利用電子電路及時切換線圈中電流的方向,以保證產(chǎn)生正確方向的磁力來驅(qū)動電機,消除有刷電機的缺點。
無刷電機的控制器還可以實現(xiàn)一些有刷電機無法實現(xiàn)的功能,如調(diào)整電源切換角度、制動電機、使電機反轉(zhuǎn)、鎖定電機、利用制動信號停止電源等。就如我們使用的電動車,就是用的無刷電機來實現(xiàn)的。還有就是電動工具,現(xiàn)在很多都使用無刷電機,不僅動力更強勁,而且不需要換碳刷。
直流無刷電機由電機本體和驅(qū)動器組成,是典型的機電一體化產(chǎn)品。由于直流無刷電機采用自控方式運行,不會像同步電機那樣在變頻調(diào)速下重載啟動時在轉(zhuǎn)子上加啟動繞組,也不會在負載變大時出現(xiàn)振蕩和失步。
直流有刷電機和直流無刷電機都有各自的優(yōu)缺點,相對來說,無刷的更好用,也更是今后的潮流趨勢,但價格比有刷會貴一些,隨著科技的發(fā)展,無刷電機也逐漸趨向平民化,但不管怎么說有刷電機也有其價值,所以用途還是很多的。
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