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什么是無(wú)刷直流電機(jī)

文章出處:新聞中心 責(zé)任編輯:廣東天孚電機(jī)科技有限公司 發(fā)表時(shí)間:2019-11-21
  

  電機(jī)能將供應(yīng)的電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,各種類(lèi)型的電動(dòng)機(jī)是常用的。其中,無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(直流)具有高效率和優(yōu)異的可控性,并且廣泛用于許多應(yīng)用中。與其他電機(jī)類(lèi)型相比,直流電機(jī)具有省電優(yōu)勢(shì)。


  常見(jiàn)電機(jī)類(lèi)型
  電動(dòng)機(jī)根據(jù)其功率類(lèi)型(AC或DC)及其產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的方法而不同下面,我們簡(jiǎn)要介紹每種類(lèi)型的功能和用途:有刷直流電機(jī):設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,易于控制。這類(lèi)電機(jī)的低成本使其適用于許多用途。然而,一個(gè)缺點(diǎn)是電刷和換向器由于它們的持續(xù)接觸而傾向于相對(duì)快速地磨損,需要頻繁更換和定期維護(hù)。


  下面我們介紹無(wú)刷直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用


  什么是直流電機(jī)轉(zhuǎn)向?

  顧名思義,無(wú)刷直流電機(jī)不使用電刷。對(duì)于有刷電機(jī),電刷通過(guò)換向器將電流輸送到轉(zhuǎn)子上的線(xiàn)圈中。那么無(wú)刷電機(jī)如何將電流傳遞給轉(zhuǎn)子線(xiàn)圈?它不是 - 因?yàn)榫€(xiàn)圈不在轉(zhuǎn)子上。相反,轉(zhuǎn)子是永久磁鐵; 線(xiàn)圈不旋轉(zhuǎn),而是固定在定子上的適當(dāng)位置。由于線(xiàn)圈不移動(dòng),因此不需要電刷和換向器。
  利用有刷電機(jī),通過(guò)控制由轉(zhuǎn)子上的線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn),同時(shí)由固定磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)保持固定。要更改旋轉(zhuǎn)速度,請(qǐng)更改線(xiàn)圈的電壓。使用直流電機(jī),它是永磁體旋轉(zhuǎn); 通過(guò)改變由周?chē)潭ň€(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)。要控制旋轉(zhuǎn),請(qǐng)調(diào)整流入這些線(xiàn)圈的電流的大小和方向。


  直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

  在定子上具有三個(gè)線(xiàn)圈的直流電動(dòng)機(jī)將具有從這些線(xiàn)圈延伸的六根電線(xiàn)(每個(gè)線(xiàn)圈兩個(gè))。在大多數(shù)實(shí)施方式中,這些導(dǎo)線(xiàn)中的三個(gè)將在內(nèi)部連接,其余三個(gè)導(dǎo)線(xiàn)從電機(jī)主體延伸(與從前面描述的有刷電機(jī)延伸的兩個(gè)導(dǎo)線(xiàn)相反)。直流電機(jī)外殼中的接線(xiàn)比簡(jiǎn)單地連接電池的正極和負(fù)極端子更復(fù)雜;
  因?yàn)殡姍C(jī)可以在最大旋轉(zhuǎn)力(扭矩)下連續(xù)控制。相比之下,有刷電機(jī)僅在旋轉(zhuǎn)的某些點(diǎn)處達(dá)到最大扭矩。對(duì)于有刷電機(jī)提供與無(wú)刷模型相同的扭矩,需要使用更大的磁鐵。這就是為什么即使是小型直流電機(jī)也能提供相當(dāng)大的功率。
  與第一個(gè)相關(guān)的第二大優(yōu)勢(shì)是可控性。可以使用反饋機(jī)構(gòu)控制直流電機(jī),以精確地輸送所需的扭矩和轉(zhuǎn)速。精確控制反過(guò)來(lái)可以降低能耗和發(fā)熱,并且在電機(jī)供電的情況下 - 延長(zhǎng)電池壽命。
  由于無(wú)電刷,直流電機(jī)還具有高耐用性和低電噪聲。對(duì)于有刷電機(jī),電刷和換向器由于連續(xù)的移動(dòng)接觸而磨損,并且在產(chǎn)生接觸時(shí)也產(chǎn)生火花。特別是電噪聲是強(qiáng)烈的火花的結(jié)果,這些火花傾向于在電刷通過(guò)換向器中的間隙的區(qū)域處發(fā)生。這就是為什么直流電機(jī)在避免電噪聲很重要的應(yīng)用中通常被認(rèn)為是優(yōu)選的。


  直流電機(jī)的應(yīng)用

  我們已經(jīng)看到直流電機(jī)具有高效率和可控性,并且具有較長(zhǎng)的使用壽命。那么他們有什么好處呢?由于它們的效率和壽命,它們被廣泛用于連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備中。它們長(zhǎng)期以來(lái)一直用于洗衣機(jī),空調(diào)和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品; 他們的高效率有助于顯著降低功耗。
它們也被用來(lái)驅(qū)動(dòng)真空機(jī)器。在一種情況下,控制程序的變化導(dǎo)致轉(zhuǎn)速大幅度上升 - 這些電機(jī)提供的最高可控性的一個(gè)例子。
直流電機(jī)也被用于旋轉(zhuǎn)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,其耐用性使驅(qū)動(dòng)器在長(zhǎng)期內(nèi)可靠地運(yùn)行,而其功率效率有助于在這變得越來(lái)越重要的區(qū)域中減少能量。

  直流電機(jī)在未來(lái)更廣泛的應(yīng)用中使用。例如,它們可能會(huì)廣泛用于驅(qū)動(dòng)服務(wù)機(jī)器人 - 在制造以外的領(lǐng)域提供服務(wù)的小型機(jī)器人。有人可能認(rèn)為步進(jìn)電機(jī)更適合這種類(lèi)型的應(yīng)用,其中脈沖可用于精確控制定位。但直流電機(jī)更適合控制力。并且使用步進(jìn)電機(jī),保持諸如機(jī)器人臂的結(jié)構(gòu)的位置將需要相對(duì)大且連續(xù)的電流。使用直流電機(jī),所需要的只是與外力成比例的電流 - 允許更節(jié)能的控制。直流電機(jī)也可能取代高爾夫球車(chē)和移動(dòng)推車(chē)中的簡(jiǎn)單刷式直流電機(jī)。除了更好的效率,

  直流電機(jī)也是無(wú)人機(jī)的理想選擇。它們提供精確控制的能力使它們特別適用于多旋翼無(wú)人機(jī),其中無(wú)人機(jī)的姿態(tài)通過(guò)精確控制每個(gè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)控制。
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