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有刷直流电动机分类

发表时间:2020-06-23 16:56

有刷直流电动机是一种运用非常广泛的直流电机传动设备,在智能家居,家用电器,汽车传动,工业自动化,机器人设备,电子产品,医疗器械设备等领域;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。由于电刷和换向器的存在,有刷电机的结构复杂,可靠性差,故障多,维护工作量大,寿命短,换向火花易产生电磁干扰。有刷直流电机按照结构类型、应用场景分为如下几种产品:

1.有刷盘式绕组电机。有刷盘式绕组电机以稀土材料粘结在一缸体上,漆包铜线绕成的盘式绕组置于缸体之内,构成转子。电机相位靠机械式换相器调整。机械式换相器是靠固定的炭制电刷与转动的铜制换相面摩擦来调整电压相位的。这种电机在使用中电刷一直在磨损,电机的寿命很难超过2000h。同时,由于电机的转速较高,必须采取两级齿轮减速,这就带来了两个问题,一是噪声较大,二是效率损失大,经减速后的电机额定效率往往只能达到68%72%。而电动自行车所用的蓄电池的容量是有限的,一般就是36V/12Ah的容量,如电机效率不高,将使电耗增加,影响续行里程。

2.有刷印制绕组电机。有刷印制绕组电机以印制铜箔板作为绕组,电机重量减轻了。由于这种电机全部是在自动生产线上生产的,工艺有可靠保证,从而使电机的寿命提高到3000h,噪声大幅度下降,效率提高到72%76%。但这种电机有“嗡嗡”的高频噪声,靠齿轮减速后效率仍不理想,有刷换相器的使用使电机寿命无法再提高。

3.有刷压制绕组电机。这种电机通过将绕制好的铜线压制成一种新型绕组,其效率可提高到74%78%。这种电机仍然被较多电动自行车厂家采用,但其存在的效率、噪声、寿命缺陷仍然是必须改进的问题。

4.轮毂式有齿轮传动的有刷直流电机,由盘形电枢有刷电机和齿轮减速兼传动系统两部分构成。盘形电枢是高速转动的转子。轮毅式有齿轮传动的有刷直流电机的构造。电机的转矩通过轴传递给第一级齿轮,经齿轮减速带动轮毂外壳转动;有刷有齿轮毂电机的盘形电枢是薄片形,体积很小,重量特轻,安装方便。绕组编制好之后,用树脂加玻璃纤维放进模内热压成型,在运行中由于电刷和换向器摩擦,又有齿轮啮合减速,所以有刷电机的运行声音比无刷电机声音要大。

5.微型永磁体有刷直流电机,这种微型有刷直流电机是最常见的有刷电机,采用永磁体产生磁场,微型电机通的永磁体比绕组定子具有更高的效益,不过永磁体的磁性会随着时间衰退(永磁体只是一个名字,并不是真正的永磁)。有的永磁体微型直流电机还会加上绕组,防止磁性丢失。由于定子磁场的恒定的,所以永磁体有刷直流电机对电压变化响应非常快。

6.并激有刷直流电机,微型电机的励磁线圈与电枢并联,励磁线圈中的电流与电枢中的电流相互独立。因此,这类电机具有卓越的速度控制能力,并激有刷直流电机不会出现磁性丢失的现象,因此比永磁体电机更加可靠。

7.串激有刷直流电机,即励磁线圈与电枢串联,定子和电枢中的电流均随负载的增加而增加,因此这类电机是大转矩应用的理想之选。但是对速度不能实现精确控制。

8.复激有刷直流电机这种微电机是并激和串激电机的结合体,可产生串激和并激两种磁场。综合了并激和串激电机的性能,它具有大转矩与精准的速度控制优势。


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