有刷直流電動(dòng)機分類(lèi)
有刷直流電動(dòng)機是一種運用廣泛的直流電機驅動(dòng)設備,在智能家居,家用電器,汽車(chē)驅動(dòng),工業(yè)自動(dòng)化,機器人設備,電子產(chǎn)品,醫療器械設備等領(lǐng)域;有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷,轉子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過(guò)電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流,電樞電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)與主磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁轉矩,使電機旋轉帶動(dòng)負載。由于電刷和換向器的存在,有刷電機的結構復雜,可靠性差,故障多,維護工作量大,壽命短,換向火花易產(chǎn)生電磁干擾。有刷直流電機按照結構類(lèi)型、應用場(chǎng)景分為如下幾種產(chǎn)品:
1.有刷盤(pán)式繞組電機。有刷盤(pán)式繞組電機以稀土材料粘結在一缸體上,漆包銅線(xiàn)繞成的盤(pán)式繞組置于缸體之內,構成轉子。電機相位靠機械式換相器調整。機械式換相器是靠固定的炭制電刷與轉動(dòng)的銅制換相面摩擦來(lái)調整電壓相位的。這種電機在使用中電刷一直在磨損,電機的壽命很難超過(guò)2000h。同時(shí),由于電機的轉速較高,必須采取兩級齒輪減速,這就帶來(lái)了兩個(gè)問(wèn)題,一是噪聲較大,二是效率損失大,經(jīng)減速后的電機額定效率往往只能達到68%~72%。而電動(dòng)自行車(chē)所用的蓄電池的容量是有限的,一般就是36V/12Ah的容量,如電機效率不高,將使電耗增加,影響續行里程。
2.有刷印制繞組電機。有刷印制繞組電機以印制銅箔板作為繞組,電機重量減輕了。由于這種電機全部是在自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上生產(chǎn)的,工藝有可靠,從而使電機的壽命提高到3000h,噪聲大幅度下降,效率提高到72%~76%。但這種電機有“嗡嗡”的高頻噪聲,靠齒輪減速后效率仍不理想,有刷換相器的使用使電機壽命無(wú)法再提高。
3.有刷壓制繞組電機。這種電機通過(guò)將繞制好的銅線(xiàn)壓制成一種新型繞組,其效率可提高到74%~78%。這種電機仍然被較多電動(dòng)自行車(chē)廠(chǎng)家采用,但其存在的效率、噪聲、壽命缺陷仍然是必須改進(jìn)的問(wèn)題。
4.輪轂式有齒輪驅動(dòng)的有刷直流電機,由盤(pán)形電樞有刷電機和齒輪減速兼驅動(dòng)系統兩部分構成。盤(pán)形電樞是高速轉動(dòng)的轉子。輪毅式有齒輪驅動(dòng)的有刷直流電機的構造。電機的轉矩通過(guò)軸傳遞給級齒輪,經(jīng)齒輪減速帶動(dòng)輪轂外殼轉動(dòng);有刷有齒輪轂電機的盤(pán)形電樞是薄片形,體積很小,重量特輕,安裝方便。繞組編制好之后,用樹(shù)脂加玻璃纖維放進(jìn)模內熱壓成型,在運行中由于電刷和換向器摩擦,又有齒輪嚙合減速,所以有刷電機的運行聲音比無(wú)刷電機聲音要大。
5.微型永磁體有刷直流電機,這種微型有刷直流電機是常見(jiàn)的有刷電機,采用永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng),微型電機通的永磁體比繞組定子具有更高的效益,不過(guò)永磁體的磁性會(huì )隨著(zhù)時(shí)間衰退(永磁體只是一個(gè)名字,并不是真正的永磁)。有的永磁體微型直流電機還會(huì )加上繞組,防止磁性丟失。由于定子磁場(chǎng)的恒定的,所以永磁體有刷直流電機對電壓變化響應快。
6.并激有刷直流電機,微型電機的勵磁線(xiàn)圈與電樞并聯(lián),勵磁線(xiàn)圈中的電流與電樞中的電流相互獨立。因此,這類(lèi)電機具有卓越的速度控制能力,并激有刷直流電機不會(huì )出現磁性丟失的現象,因此比永磁體電機更加可靠。
7.串激有刷直流電機,即勵磁線(xiàn)圈與電樞串聯(lián),定子和電樞中的電流均隨負載的增加而增加,因此這類(lèi)電機是大轉矩應用的理想之選。但是對速度不能提升控制。
8.復激有刷直流電機這種微電機是并激和串激電機的結合體,可產(chǎn)生串激和并激兩種磁場(chǎng)。綜合了并激和串激電機的性能,它具有大轉矩與的速度控制優(yōu)勢。