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有刷直流电机是一种直流电机,有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载。有刷直流电机的基础,您都了解多少?
所有电机(特殊的除外,例如压电电机)的工作都依赖于定子与转子电磁场之间的相互作用,这些电磁场被控制,从而周期性的在定子和转子之间产生引力和斥力,进而引起运动,如图1和图2所示。
基本的有刷电机已经完全机械化,不需要电子设备参与。控制也十分简单:连接直流电源,电机自启动然后旋转。由于小接触角度形成一个“死区”,所以有刷直流电机有着潜在的启动问题,但这可以通过一些机械设计调整来解决。
要实现反向旋转,只需将直流电源线对调,要调整运动速度(在有限的范围内),只需要升高或降低供电电压。一般来说,BDC电机的转速与其励磁线圈的电动势(EMF)成正比(EMF是施加于其上的电压减去由于电阻损失的电压),而转矩与电流成比例。
那么有刷电机是如何产生使其电枢旋转所需的旋转磁场,而无需外部控制器的呢?是电机自己完成这项工作的。在电机壳体上有一对180°分开的电刷,这对电刷通过两个换向器触点(金属板)将施加的电流引导到电枢线圈上;每个金属板覆盖近180°的电枢。当电机转动时,电源,电刷,换向器金属板和两个电机线圈(绕组)之间的电流回路每转半圈就自动切换一次。
电枢的磁场与转子的磁场相互作用,转子的磁场可以通过电机本体上的固定线圈产生,也可以通过永磁体产生。当转子转动时,其磁场方向也要反转,从而电机保持转动,因为线圈产生的磁场的方向是一直切换的,并且被外部线圈或永磁体产生的磁场吸引/排斥。
请注意,一直来,永磁体的使用范围仅限于微型电机,例如玩具,因为在尺寸和重量都比较合理的情况下,磁体的强度并不足够大。但是,使用稀土材料的高能量永磁体的发展改变了这个局面,这使得基于PM的BDC电机适用于大型电机,即使在分马力范围内也是如此。
尽管由于外部励磁线圈不需要电源而使得PM方法效率更高,但它会降低系统控制电机行为的自由度。无论是PMBDC电机还是励磁线圈的设计,都需要权衡尺寸、成本、重量、控制需要等因素。
以上就是关于有刷直流电机的基础知识,希望对您有所帮助。与同步电机不同,由于直流电机的定子和转子、即主磁极和电枢流经的都是直流电流,因此主磁极励磁绕组既可与电枢绕组并联、也可与电枢绕组串联、也可单独由其它直流电源供电。如果您还有其他问题不妨来电咨询,小编竭诚为您服务。
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