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无刷电机:无刷dc电机由电机本体和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。由于无刷dc电机运行在自控模式下,不会像变频调速下重载起动的同步电机那样在转子上增加额外的起动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。目前,中小型无刷dc电机的永磁体大多采用磁能级较高的钕铁硼材料。所以稀土永磁无刷电机的体积比同容量的三相异步电机小一个基数。
有刷电机:有刷电机是用电刷装置将电能转化为机械能(电机)或机械能转化为电能(发电机)的旋转电机。不同于无刷电机,有刷装置用于引入或汲取电压和电流。有刷电机是所有电机的基础,具有启动快、制动及时、调速范围大、控制电路相对简单等特点。
无刷电机和有刷电机工作原理的区别。
1.有刷电机的工作原理
有刷电机是大家最早接触到的一种电机,也是作为模型展示中学物理课上介绍的电机。有刷电机的主要结构是定子和转子电刷,通过旋转磁场获得旋转力矩,输出动能。电刷与换向器是不断接触和摩擦的,在旋转中起着导电和换向的作用。
有刷电机采用机械换向,磁极固定,线圈旋转。电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不旋转。线圈电流方向的交替变化是由逆变器和随电机旋转的电刷来完成的。
在有刷电机中,这个过程是将每组线圈的两个电源输入端依次排列成一个圆环,用绝缘材料隔开,形成一个圆筒状的东西,与电机轴连接成一个整体。在弹簧压力的作用下,电源通过两个由碳制成的小圆柱(碳刷),压在上线圈电源输入环筒上的两点,给一组线圈通电。
随着电机的转动,不同的线圈或同一线圈的不同极在不同的时间通电,使线圈产生的磁场的ns极与最近的永磁定子的ns极之间有合适的角度差,磁场相吸相斥,产生动力,推动电机转动。碳电极在线圈连接器上滑动,就像物体表面的刷子,所以它被称为碳电极刷子和刷子。
相互滑动会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷;碳刷和线圈接头交替通断会产生电火花,产生电磁击穿,干扰电子设备。
2.无刷电机的工作原理
在无刷电机中,换向工作是由控制器(一般是霍尔传感器控制器,比较先进的技术是磁编码器)中的控制电路来完成的。
无刷电机采用电子换向,线圈不动,磁极旋转。无刷电机,是用一套电子设备,通过霍尔元件,感应。根据这种感知,利用永磁体磁极的位置来及时切换线圈中电流的方向,以保证磁力在正确的方向上驱动电机。消除了有刷电机的缺点。
这些电路是电机控制器。无刷电机控制器还可以实现有刷电机所能实现的一些功能。;t,如调整电源开关角度、制动电机、反转电机、锁定电机、利用制动信号停止向电机供电等。现在电瓶车的电子报警锁就充分利用了这些功能。
无刷dc电机由电机本体和驱动器组成,是典型的机电一体化产品。由于无刷dc电机运行在自控模式下,不会像变频调速下重载起动的同步电机那样在转子上加一个起动绕组,也不会在负载突然变化时产生振荡和失步。
无刷电机和有刷电机的性能差异
1.有刷电机结构简单,开发时间长,技术成熟。
早在十九世纪,电机诞生的时候,实用的电机是无刷的,也就是交流鼠笼式异步电机,交流电产生以后才广泛使用。但是异步电机有很多不可克服的缺陷,导致电机技术发展缓慢。特别是dc无刷电机一直无法投入商业运营。随着电子技术的飞速发展,直到近几年才投入商业运行,本质上仍然属于交流电机的范畴。
无刷电机诞生后不久,人们发明了dc有刷电机。由于dc有刷电机机构简单,易于生产加工,维修方便,易于控制;dc电机还具有响应速度快,启动转矩大,可以提供从零速到额定转速的额定转矩,因此一经问世就得到广泛应用。
2.dc有刷电机响应速度快,启动转矩大。
dc有刷电机起动响应快,起动转矩大,变速平稳,从零到最大转速几乎没有振动,起动时能带动较大的负载。无刷电机起动电阻(感抗)大,所以功率因数小,起动转矩比较小,起动时有嗡嗡声,并伴有强烈的振动,起动时驱动负载小。
3.dc有刷电机运行平稳,启动和制动效果良好。
有刷电机是调压调节的,所以启动和制动都很平稳,恒速运行时也很平稳。无刷电机通常采用数字变频控制。先把交流换成dc,再把dc换成交流,通过变频控制速度。所以无刷电机在启动和制动时运行不稳定,震动大,只有速度恒定时才会稳定。
4.dc有刷电机控制精度高。
dc有刷电机通常配合减速器和解码器使用,使得电机输出功率更高,控制精度更高,控制精度可以达到0.01 mm,运动部件几乎可以停在任何想停的地方。所有精密机床都使用dc电机来控制精度。无刷电机在启动和制动时并不稳定,所以运动部件每次都会停在不同的位置,只能通过定位销或限位器。停在所需的位置。
5.dc有刷电机使用成本低,维护方便。
由于dc有刷电机结构简单,生产成本低,生产厂家多,技术成熟,因此应用也很广泛,如工厂、加工机械、精密仪器等。如果电机出现故障,只需更换碳刷,每个碳刷只要几元钱,非常便宜。无刷电机技术不成熟,价格高,应用范围有限。应该主要用在定速设备上,比如变频空调和冰箱。无刷电机只有损坏才能更换。
6、无刷,低干扰
无刷电机去掉了电刷,最直接的变化就是有刷电机运行时没有电火花,大大降低了电火花对遥控无线电设备的干扰。
7、噪音低,运行平稳
无刷电机没有了电刷,摩擦大大减少,运转平稳,噪音也低了很多,对模型运行的稳定性是一个很大的支撑。
8.使用寿命长,维护成本低
没有电刷,无刷电机的磨损主要在轴承上。从机械角度来看,无刷电机几乎是免维护电机。必要的话,做一些除尘保养就可以了。
有刷电机和无刷电机调速的区别
其实两种电机的控制都是调压,只是因为无刷dc采用电子换向,而有刷dc采用碳刷换向,可以用传统的模拟电路如可控硅控制,相对简单,所以只能用数字控制来实现。
1.有刷电机的调速过程是调节电机电源的电压。调整后的电压和电流通过换向器和电刷转换,改变电极产生的磁场,达到变速的目的。这个过程叫做变压调速。
2.无刷电机调速过程中,电机电源电压不变,改变电调控制信号,通过微处理器改变大功率mos管的开关速率,实现转速的改变。这个过程叫做变频调速。
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