直流電動機是電機的主要類型之一。由于其具有良好的調速性能,在許多調速性能要求較高的場合,得到廣泛使用。
1、直流電動機的工作原理:
通電導體在磁場的作用下會形成作用于電樞一個力矩,這個力矩在旋轉電機裡稱為電磁轉矩。如果此電磁轉矩能夠克服電樞上的阻轉矩(摩擦力,負載阻力等),電樞就能旋轉起來。如下圖,電樞一經轉動,由于換向器配合電刷對電流的換向作用,直流電流交替地由導體 黃色和藍色導體 流入,使線圈邊隻要處于S極下,其中通過電流的方向總是由左側電刷流入,而在N極下時,總是從右側電刷流出。這就保證了每個極下線圈邊中的電流始終是一個方向,從而形成一種方向不變的轉矩,使電動機能連續地旋轉。
2、直流電動機的特點
和其它類型電機相比,直流電動機主要有以下特點:
(1)直流電動機的調速範圍寬廣,調速特性平滑。
(2)直流電動機的勵磁電流和電樞電流是相對獨立的,方便控制。
(3)直流電動機過載能力較強,起動和制動轉矩較大。
(4)直流電動機制造複雜,成本較高。
3、直流電機的分類
按結構及工作原理可分為無刷直流電動機和有刷直流電動機。
(1)無刷直流電動機:
無刷直流電動機是将普通直流電動機的定子與轉子進行了互換。其轉子為永久磁鐵産生氣隙磁通;定子為電樞,由多相繞組組成。在結構上,它與永磁同步電動機類似。無刷直流電動機定子的結構與普通的同步電動機或感應電動機相同,在鐵芯中嵌入多相繞組(三相、四相、五相不等),繞組可接成星形或三角形,并分别與逆變器的各功率管相連,以便進行合理換相。轉子多采用钐钴或钕鐵硼等高矯頑力、高剩磁密度的稀土料,由于磁極中磁性材料所放位置的不同,可以分為表面式磁極、嵌入式磁極和環形磁極。由于電動機本體為永磁電機,所以習慣上把無刷直流電動機也叫做永磁無刷直流電動機。
直流無刷霍爾電動機
(2)有刷直流電動機:
有刷電動機的2個刷(銅刷或者碳刷)是通過絕緣座固定在電動機後蓋上直接将電源的正負極引入到轉子的換相器上,而換相器連通了轉子上的線圈,3個線圈極性不斷的交替變換與外殼上固定的2塊磁鐵形成作用力而轉動起來。由于換相器與轉子固定在一起,而刷與外殼(定子)固定在一起,電動機轉動時刷與換相器不斷的發生摩擦産生大量的阻力與熱量會導緻有刷電機的效率低下,損耗大。但是它同樣具有制造簡單,成本低廉的優點。
直流有刷電動機
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