無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的區(qū)別

無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的區(qū)別

      直流電機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電機(jī)。由于其良好的調(diào)速性能，常被用于電力傳動(dòng)。直流電機(jī)可分為無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。本文西安西瑪電機(jī)有限公司介紹了無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理及應(yīng)用。其次，闡述了無(wú)刷直流電機(jī)的原理和應(yīng)用。最后介紹了無(wú)刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)，跟隨小編編了解一下吧。
什么是無(wú)刷直流電機(jī)

      無(wú)刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。無(wú)刷電機(jī)是指沒(méi)有電刷和換向器（或滑環(huán)）的電機(jī)，又稱(chēng)無(wú)換向器電機(jī)。即使電機(jī)誕生于19世紀(jì)，實(shí)際生產(chǎn)的電機(jī)也是無(wú)刷形式，即異步交流鼠籠式電機(jī)。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)用途廣泛。然而，異步電機(jī)存在著許多難以克服的缺點(diǎn)，使得電機(jī)技術(shù)的發(fā)展緩慢。晶體管誕生于上世紀(jì)中葉，因此無(wú)刷直流電機(jī)采用晶體管換流電路代替電刷和換向器。這種新型無(wú)刷電機(jī)被稱(chēng)為電子換向直流電機(jī)，它克服了第一代無(wú)刷電機(jī)的缺點(diǎn)。

無(wú)刷直流電機(jī)的工作原理

      無(wú)刷直流電機(jī)由電機(jī)本體和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。電機(jī)的定子繞組通常由三相對(duì)稱(chēng)星形連接組成，這與三相異步電機(jī)非常相似。磁化的永磁體粘在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上。位置傳感器安裝在電機(jī)內(nèi)，用于檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的極性。驅(qū)動(dòng)器由電力電子器件和集成電路組成。其功能是接收發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)信號(hào)，以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)，接收位置傳感器信號(hào)，以及控制倒檔開(kāi)關(guān)的前進(jìn)和后退信號(hào)，每個(gè)可變橋動(dòng)力管產(chǎn)生連續(xù)的扭矩，接受速度指令和速度反饋信號(hào)，控制和調(diào)整速度，提供保護(hù)和顯示等。

      直流電機(jī)響應(yīng)迅速，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，能從零到額定轉(zhuǎn)速輸出額定轉(zhuǎn)矩。然而，由于電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是直流電機(jī)在額定負(fù)載下也必須產(chǎn)生直流旋轉(zhuǎn)的缺點(diǎn)。對(duì)于轉(zhuǎn)矩輸出，電樞磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)必須保持在90°恒定，這需要使用碳刷和換向器。當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，碳刷和換向器會(huì)產(chǎn)生火花和碳粉。因此，除了部件損壞外，可能的用途也受到限制。交流電機(jī)沒(méi)有碳刷或換向器，無(wú)需維護(hù)，堅(jiān)固耐用，應(yīng)用范圍廣泛。然而，為了達(dá)到與直流電機(jī)相當(dāng)?shù)男阅?，可以使用?fù)雜的控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前，為了提高驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能，半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)頻率不斷提高。微處理器的速度也越來(lái)越快，實(shí)現(xiàn)了交流電機(jī)在旋轉(zhuǎn)的兩軸直角坐標(biāo)系中的控制，使交流電機(jī)的電流分量在兩軸上得到適當(dāng)?shù)目刂?，從而?shí)現(xiàn)了與直流電機(jī)性能相當(dāng)?shù)闹绷麟姍C(jī)的類(lèi)似控制。

      此外，許多微處理器在芯片中建立了控制電機(jī)所需的功能，體積越來(lái)越小，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、脈寬調(diào)制（pulse width modulator，pwm）。西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的無(wú)刷直流電機(jī)是對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行電子換向控制，在不遺漏直流電機(jī)機(jī)構(gòu)的前提下，得到與直流電機(jī)特性相似的應(yīng)用。

1、操作原理

      每換相一組繞組正向勵(lì)磁，第二組反向勵(lì)磁，第三組不勵(lì)磁。轉(zhuǎn)子永磁的磁場(chǎng)與定子鋼板的磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。理論上，兩個(gè)磁場(chǎng)之間的角為90μm.m，當(dāng)兩個(gè)磁場(chǎng)重合時(shí)，轉(zhuǎn)矩變?yōu)?。為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，必須逐個(gè)改變定子磁場(chǎng)，就像轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)總是跟蹤定子磁場(chǎng)一樣。平等。典型的“六級(jí)電流換向”序列圖顯示定子繞組的通電順序。

2、扭矩/速度特性

      轉(zhuǎn)矩和速度特性顯示扭矩和速度特性。西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的無(wú)刷直流有兩種轉(zhuǎn)矩測(cè)量：最大扭矩和標(biāo)稱(chēng)扭矩。如果發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則顯示額定扭矩。無(wú)刷電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速前，轉(zhuǎn)矩不變。無(wú)刷電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速可以達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的150%，但轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。

      在實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常對(duì)負(fù)載的電機(jī)進(jìn)行啟停和反向運(yùn)行。此時(shí)，需要大于額定扭矩的扭矩。特別是，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止且相反方向加速時(shí)，電機(jī)啟動(dòng)。此時(shí)，需要更多的扭矩來(lái)平衡轉(zhuǎn)子本身的負(fù)載和慣性。此時(shí)必須提供最大扭矩，直到電機(jī)進(jìn)入前進(jìn)扭矩曲線階段。

無(wú)刷直流電機(jī)應(yīng)用

      無(wú)刷直流電機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、工具、工業(yè)控制、自動(dòng)化、航空航天等領(lǐng)域。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)刷直流電機(jī)可分為以下三種主要應(yīng)用：

      連續(xù)負(fù)荷應(yīng)用：主要適用于要求一定速度但不要求高速精度的區(qū)域，如B.風(fēng)扇、泵、吹風(fēng)機(jī)等應(yīng)用，這種應(yīng)用成本低廉，通常為開(kāi)環(huán)。

      變負(fù)荷應(yīng)用：主要應(yīng)用于在一定范圍內(nèi)需要改變轉(zhuǎn)速，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間特性有更高要求的應(yīng)用。B、 家用電器、旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)和壓縮機(jī)是很好的例子。在汽車(chē)工業(yè)、油泵控制、電控、發(fā)動(dòng)機(jī)控制等領(lǐng)域，此類(lèi)應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對(duì)較高。

      定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動(dòng)控制應(yīng)用都屬于這一類(lèi)。這種應(yīng)用往往完成能量傳遞，因此對(duì)動(dòng)態(tài)特性和轉(zhuǎn)矩的速度和控制要求也比較高。光電和一些同步裝置可以用來(lái)測(cè)量速度。過(guò)程控制、機(jī)器控制和運(yùn)輸控制是其中的許多應(yīng)用。

有刷直流電機(jī)簡(jiǎn)介

      西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的有刷直流電機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它將直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能（直流電機(jī)），或通過(guò)內(nèi)置的電刷裝置將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能（直流發(fā)電機(jī)）。與無(wú)刷直流電機(jī)不同，刷裝置用于引入或繪制直流電壓和直流電流。刷直流電機(jī)是所有電機(jī)的基礎(chǔ)。它具有起動(dòng)快、制動(dòng)及時(shí)、調(diào)速范圍大、控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。

有刷直流電機(jī)原理

      有定子產(chǎn)生靜磁場(chǎng)。這個(gè)靜態(tài)磁場(chǎng)圍繞著電樞（或轉(zhuǎn)子）。外部電源刺激電樞磁場(chǎng)。直流電刷電機(jī)的電機(jī)軸上還有兩塊彎曲的銅板，稱(chēng)為換向板。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，碳刷在換向器上滑動(dòng)。這樣，可以產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)被定子的靜止磁場(chǎng)所吸引。電樞和定子繞組中的電流由電池或其他直流電源供電（帶有永久磁鐵的直流電刷電機(jī)沒(méi)有定子繞組）。電池（或直流電源）提供恒定的直流電壓。電壓幅值決定了電機(jī)的速度，因此蓄電池或直流電源是一個(gè)線性勵(lì)磁源。改變有刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速最有效的方法是采用PwM（pulse width modulation）技術(shù)。PWM技術(shù)包括將恒壓源切換到固定頻率?？梢酝ㄟ^(guò)改變PWM信號(hào)的脈沖寬度來(lái)調(diào)整電機(jī)的速度。脈沖高電平和低電平之間的比值稱(chēng)為PWM信號(hào)的占空比。直流電池電量的振幅對(duì)應(yīng)于PWM信號(hào)的平均振幅

有刷直流電機(jī)應(yīng)用

      有刷直流電機(jī)具有良好的起動(dòng)和調(diào)速性能，常用于對(duì)起動(dòng)和調(diào)速要求較高的場(chǎng)合，如大型可逆式軋機(jī)、礦山電梯、賓館高速電梯、刨床、電力機(jī)車(chē)和內(nèi)燃機(jī)車(chē)、城市有軌電車(chē)、地鐵、電動(dòng)自行車(chē)等，造紙印刷機(jī)械、船用機(jī)械、大型精密機(jī)床和大型起重機(jī)等制造機(jī)械。

無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的區(qū)別

      有刷直流電機(jī)與無(wú)刷電機(jī)的主要區(qū)別在于是否配備了常用的電刷換向器。

      有刷直流電機(jī)的換向通常是通過(guò)石墨刷與轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。無(wú)刷直流電機(jī)通過(guò)霍爾傳感器將轉(zhuǎn)子位置返回控制電路，以便確定電機(jī)相位換向的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)。大多數(shù)無(wú)刷電機(jī)制造商生產(chǎn)帶有三個(gè)霍爾效應(yīng)定位傳感器的電機(jī)。由于無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有電刷，沒(méi)有相關(guān)的接口，使其更清潔，更安靜，事實(shí)上免維護(hù)，更耐用。

      其次，采用交流調(diào)速原理制作了無(wú)刷直流電機(jī)。性能方面，直流電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，調(diào)速方便；交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)易損件（無(wú)直流電機(jī)、碳刷）

      第三，價(jià)格。由于需要一個(gè)特殊的控制電路來(lái)控制，所以?xún)r(jià)格大約是普通直流電機(jī)的三到四倍。

      第四，技術(shù)方面。由于大多數(shù)無(wú)刷直流電機(jī)都有自己的控制電路（當(dāng)然也有速度控制），您只需將其連接到標(biāo)稱(chēng)電壓并輸入PWM信號(hào)即可進(jìn)行速度控制。此時(shí)不需要添加特殊控制電路。此外，由于霍爾元件作為反饋，無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速幾乎穩(wěn)定不變。

      西安西瑪電機(jī)有限公司生產(chǎn)的Z4直流電動(dòng)機(jī)比Z2、Z3系列具有更大的優(yōu)越性，它不僅可用直流機(jī)組電源供電，更適用于靜止整流電源供電?？蓮V泛應(yīng)用于冶金工業(yè)軋機(jī)、金屬切削機(jī)床、造紙、染織、印刷、水泥、塑料擠出機(jī)械等。

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