有刷直流電機將是下述內(nèi)容的主要介紹對象,通過這篇文章,小編希望大家可以對有刷直流電機的相關情況以及信息有所認識和了解,詳細內(nèi)容如下。
有刷直流電機是一種直流電機,有刷電機的定子上安裝有固定的主磁極和電刷,轉(zhuǎn)子上安裝有電樞繞組和換向器。直流電源的電能通過電刷和換向器進入電樞繞組,產(chǎn)生電樞電流,電樞電流產(chǎn)生的磁場與主磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,使電機旋轉(zhuǎn)帶動負載。由于電刷和換向器的存在,有刷電機的結(jié)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。
有刷直流電機驅(qū)動和無刷直流電機驅(qū)動的原理是不同的,因此,在驅(qū)動方式上也存在較大的差異。
有刷直流電機通常采用直接電壓調(diào)制方法進行控制,在控制時需要對電機反電動勢進行補償。這種調(diào)制方法可以簡單實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制,但需要一個電刷和電刷與電機轉(zhuǎn)子之間的機械接觸,從而增加了電機的維護和故障率,同時也會產(chǎn)生電刷火花和電磨損等問題。
而無刷直流電機通常采用電子式換向(ESC)技術進行控制,無需機械接觸。ESC控制器在每個電機轉(zhuǎn)子位置時,分別控制電機相位電流的正弦波電壓,從而實現(xiàn)對電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制。相比有刷直流電機,無刷直流電機一般具有更高的效率,更長的使用壽命和更低的維護成本,是應用更廣泛的一種電機驅(qū)動方式。而且無刷直流電機還具有反饋控制和編碼等功能,可更加靈活和安全的應用在自動控制和精密控制等領域。
在有刷直流電機驅(qū)動中,直流電源通過交錯式換向開關,可以改變電機繞組的磁場方向和大小,從而使電機旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動電路通常包括電源、電阻、電容、晶體管、繼電器、電機等。該驅(qū)動方式結(jié)構簡單、成本低,但效率不高,噪聲較大。
無刷直流電機驅(qū)動中,電源電壓經(jīng)過電子換向器變換成交變電壓,通過電機中的三相繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,從而控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動。通常采用的無刷電機驅(qū)動電路是電子設備,如集成電路、功率 MOS 管等。該驅(qū)動方式轉(zhuǎn)速范圍廣、效率高、噪聲低。
有刷直流電機壽命一般幾百小時,高質(zhì)量,工作環(huán)境好的,可以到2000小時。
目前國內(nèi)微型電動機市場占有率最高的仍然是直流有刷電機,特別是一些微型振動電機,應用在諸如DVD機、電腦主機、USB風扇等產(chǎn)品上。一般在控制上沒有太多要求,可以接電源和正反轉(zhuǎn)即可。無刷直流電機與它相比,應用范圍會窄一些,但是技術層面會比較高端一點。
有刷電機從名字上來看,就是一種帶有碳刷的直流電機。碳刷是電刷的一種,和換向環(huán)一起組成換向器。換向器需要不停的換向來將交流電變成直流電,所以電刷需要一直與換向環(huán)進行摩擦。碳刷的硬度并不太強,頻繁的摩擦會損壞它,一般連續(xù)摩擦500個小時,電刷就不能在使用了,這也是有刷電機壽命短的主要原因。
對于一些價值比較低的產(chǎn)品來說,用有刷電機完全可以,只要及時更換就行了。但是對于一些高價值的產(chǎn)品,比如空調(diào)、汽車、打印機這一類的產(chǎn)品,更換的成本太高,而且也不適合頻繁的更換零件,所以長壽命的無刷直流電機就成為了他們的不二選擇。
要延長微電機電刷壽命,應提高其耐磨性,電刷一般是以石墨為主要成分,材質(zhì)非常的軟,非常容易磨損,所以一般的做法是采用導電性好的金屬粉末作為填充物加入電刷當中,用其增加電刷的硬度并增加其耐磨性。無論是直流電機還是交流電機,為了降低功耗在換向器材料一般用銅或銅銀合金制造,由于銅與銅銀合金的材質(zhì)比較軟,如果與有金屬粉末的電刷搭配,那電刷會起到磨砂的效果,在微電機不斷的旋轉(zhuǎn)過程中不斷的摩擦,而電刷內(nèi)的金屬材料含量越高,電刷的質(zhì)地就越硬,耐磨性也就越好,對換向器與電刷的磨削作用也就越顯著,這樣電刷沒有消耗完,換向器就被磨穿了,隨之也就導致微電機報廢。
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