無刷直流電機與有刷直流電機的區(qū)別

無刷直流電機與有刷直流電機的區(qū)別

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

      無刷直流電機由電機本體和驅(qū)動器兩部分組成，是典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷電機是指沒有電刷和換向器（或滑環(huán)）的電機，又稱無換向器電機。即使電機誕生于19世紀，實際生產(chǎn)的電機也是無刷形式，即異步交流鼠籠式電機。這臺發(fā)動機用途廣泛。然而，異步電機存在著許多難以克服的缺點，使得電機技術(shù)的發(fā)展緩慢。晶體管誕生于上世紀中葉，因此無刷直流電機采用晶體管換流電路代替電刷和換向器。這種新型無刷電機被稱為電子換向直流電機，它克服了第一代無刷電機的缺點。

無刷直流電機的工作原理

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

      直流電機響應(yīng)迅速，起動轉(zhuǎn)矩大，能從零到額定轉(zhuǎn)速輸出額定轉(zhuǎn)矩。然而，由于電機的優(yōu)點是直流電機在額定負載下也必須產(chǎn)生直流旋轉(zhuǎn)的缺點。對于轉(zhuǎn)矩輸出，電樞磁場和轉(zhuǎn)子磁場必須保持在90°恒定，這需要使用碳刷和換向器。當電機旋轉(zhuǎn)時，碳刷和換向器會產(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。交流電機沒有碳刷或換向器，無需維護，堅固耐用，應(yīng)用范圍廣泛。然而，為了達到與直流電機相當?shù)男阅?，可以使用?fù)雜的控制技術(shù)來實現(xiàn)。目前，為了提高驅(qū)動電機的性能，半導(dǎo)體器件的開關(guān)頻率不斷提高。微處理器的速度也越來越快，實現(xiàn)了交流電機在旋轉(zhuǎn)的兩軸直角坐標系中的控制，使交流電機的電流分量在兩軸上得到適當?shù)目刂疲瑥亩鴮崿F(xiàn)了與直流電機性能相當?shù)闹绷麟姍C的類似控制。

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

1、操作原理

      每換相一組繞組正向勵磁，第二組反向勵磁，第三組不勵磁。轉(zhuǎn)子永磁的磁場與定子鋼板的磁場相互作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。理論上，兩個磁場之間的角為90μm.m，當兩個磁場重合時，轉(zhuǎn)矩變?yōu)?。為了使轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，必須逐個改變定子磁場，就像轉(zhuǎn)子磁場總是跟蹤定子磁場一樣。平等。典型的“六級電流換向”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。西安西瑪電機有限公司生產(chǎn)的無刷直流有兩種轉(zhuǎn)矩測量：最大扭矩和標稱扭矩。如果發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)，則顯示額定扭矩。無刷電機達到額定轉(zhuǎn)速前，轉(zhuǎn)矩不變。無刷電機的最大轉(zhuǎn)速可以達到額定轉(zhuǎn)速的150%，但轉(zhuǎn)速過高時，電機轉(zhuǎn)矩會相應(yīng)減小。

      在實際應(yīng)用中，我們經(jīng)常對負載的電機進行啟停和反向運行。此時，需要大于額定扭矩的扭矩。特別是，當轉(zhuǎn)子靜止且相反方向加速時，電機啟動。此時，需要更多的扭矩來平衡轉(zhuǎn)子本身的負載和慣性。此時必須提供最大扭矩，直到電機進入前進扭矩曲線階段。

無刷直流電機應(yīng)用

      無刷直流電機廣泛應(yīng)用于汽車、工具、工業(yè)控制、自動化、航空航天等領(lǐng)域。一般來說，無刷直流電機可分為以下三種主要應(yīng)用：

      連續(xù)負荷應(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)機等應(yīng)用，這種應(yīng)用成本低廉，通常為開環(huán)。

      變負荷應(yīng)用：主要應(yīng)用于在一定范圍內(nèi)需要改變轉(zhuǎn)速，對電機轉(zhuǎn)速特性和動態(tài)響應(yīng)時間特性有更高要求的應(yīng)用。B、 家用電器、旋轉(zhuǎn)干燥機和壓縮機是很好的例子。在汽車工業(yè)、油泵控制、電控、發(fā)動機控制等領(lǐng)域，此類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對較高。

      定位應(yīng)用：大多數(shù)工業(yè)控制和自動控制應(yīng)用都屬于這一類。這種應(yīng)用往往完成能量傳遞，因此對動態(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測量速度。過程控制、機器控制和運輸控制是其中的許多應(yīng)用。

有刷直流電機簡介

      西安西瑪電機有限公司生產(chǎn)的有刷直流電機是一種旋轉(zhuǎn)電機，它將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能（直流電機），或通過內(nèi)置的電刷裝置將機械能轉(zhuǎn)換為直流電能（直流發(fā)電機）。與無刷直流電機不同，刷裝置用于引入或繪制直流電壓和直流電流。刷直流電機是所有電機的基礎(chǔ)。它具有起動快、制動及時、調(diào)速范圍大、控制電路相對簡單等特點。

有刷直流電機原理

      有定子產(chǎn)生靜磁場。這個靜態(tài)磁場圍繞著電樞（或轉(zhuǎn)子）。外部電源刺激電樞磁場。直流電刷電機的電機軸上還有兩塊彎曲的銅板，稱為換向板。電機轉(zhuǎn)動時，碳刷在換向器上滑動。這樣，可以產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，這個磁場被定子的靜止磁場所吸引。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沒有定子繞組）。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的速度，因此蓄電池或直流電源是一個線性勵磁源。改變有刷直流電機轉(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^改變PWM信號的脈沖寬度來調(diào)整電機的速度。脈沖高電平和低電平之間的比值稱為PWM信號的占空比。直流電池電量的振幅對應(yīng)于PWM信號的平均振幅

有刷直流電機應(yīng)用

      有刷直流電機具有良好的起動和調(diào)速性能，常用于對起動和調(diào)速要求較高的場合，如大型可逆式軋機、礦山電梯、賓館高速電梯、刨床、電力機車和內(nèi)燃機車、城市有軌電車、地鐵、電動自行車等，造紙印刷機械、船用機械、大型精密機床和大型起重機等制造機械。

無刷直流電機與有刷直流電機的區(qū)別

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

      有刷直流電機的換向通常是通過石墨刷與轉(zhuǎn)子上的環(huán)形換向器接觸來實現(xiàn)的。無刷直流電機通過霍爾傳感器將轉(zhuǎn)子位置返回控制電路，以便確定電機相位換向的準確時間點。大多數(shù)無刷電機制造商生產(chǎn)帶有三個霍爾效應(yīng)定位傳感器的電機。由于無刷電機沒有電刷，沒有相關(guān)的接口，使其更清潔，更安靜，事實上免維護，更耐用。

      其次，采用交流調(diào)速原理制作了無刷直流電機。性能方面，直流電機起動轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，調(diào)速方便；交流電機結(jié)構(gòu)簡單，無易損件（無直流電機、碳刷）

      第三，價格。由于需要一個特殊的控制電路來控制，所以價格大約是普通直流電機的三到四倍。

      第四，技術(shù)方面。由于大多數(shù)無刷直流電機都有自己的控制電路（當然也有速度控制），您只需將其連接到標稱電壓并輸入PWM信號即可進行速度控制。此時不需要添加特殊控制電路。此外，由于霍爾元件作為反饋，無刷直流電機的轉(zhuǎn)速幾乎穩(wěn)定不變。

      西安西瑪電機有限公司生產(chǎn)的Z4直流電動機比Z2、Z3系列具有更大的優(yōu)越性，它不僅可用直流機組電源供電，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、金屬切削機床、造紙、染織、印刷、水泥、塑料擠出機械等。

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