今天小编要和大家分享的是永磁直流电机工作原理 永磁直流电机分类,接下来我将从永磁直流电机的工作原理,永磁直流电机的分类,永磁直流电机的应用,这几个方面来介绍。
永磁直流电机是用永久磁体来建立电机所需的磁场,无需另用电源进行励磁。过去由于永磁体磁性能差,磁力弱又易退磁,只在一些出力小的电机中使用,多用在玩具与教学仪器中。近十多年永磁电机得到飞快发展得益于永磁体的飞速发展,永磁直流电机也从玩具、仪器仪表、家电走向交通工具等大型电机。
永磁直流电机的工作原理
永磁无刷直流电机的工作原理
它由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。
1.电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。
永磁体N-S交替交换,使位置传感器产生相位差120°的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通,也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对N-S极,T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60°电角度,转子跟随定子磁场转动相当于60°电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进60°电角度,如此循环,永磁直流电机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为永磁直流电机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。
永磁有刷直流电机的工作原理
有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载。由于电刷和换向器的存在,有刷电机的结构复杂,可靠性差,故障多,维护工作量大,寿命短,换向火花易产生电磁干扰。
有刷直流电机的工作原理图如图所示。在有刷直流电机的固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。
图示的两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。
永磁直流电机的分类
永磁直流电机分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。
根据电刷和换向结构进行分类.永磁有刷直流电动机可分为三种:
a)传统的直流电动机的形式,即将其静态励磁绕组用永磁体替代,这类电机可用作伺服电动机,也可用于汽车及其他控制中.
b)匮桂形动圈式直流电动机,其转子无铁心。
c)盘式转子动圈式直流电动机。由于此类电机将通常采用印刷电路技术的导体装在转子盘的表面上,所以也可称为印制电路电动机或印制绕组电动机,简称印制电机当前在发展起来的电动自行车中,有部分厂家采用的驱动装置就是印制电机。
永磁直流电机的应用
永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中,如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具,也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业,在一些高精尖产品中也有广泛应用,如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。在舞台灯光方面,永磁直流电机,特别是小型永磁直流齿轮电机的用量非常大。计算机行业中的打印机、扫描仪、硬盘驱动器、光盘驱动器、刻录机、冷却风扇等都要用到大量的永磁直流电机。
汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、打气泵更是用到各种永磁直流电机。宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机等都用到永磁直流电机、在武器装备中,永磁直流电机广泛应用于导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。
在工农业方面,永磁直流电机也广泛用于电气和自动化控制及仪器仪表中。在医用方面,永磁直流电机用处更不小,如医用的各种仪器、手术工具,如开脑手术中的电动锯骨刀,特别是野外手术中的各种仪器基本上都是用的永磁直流电机。在残疾人用品方面,如机械手、残疾车等都用到永磁直流电机。在生活方面,用处更多,现在连牙刷也用永磁直流电机做成电动牙刷了。永磁直流电机的应用真是举不胜举,可以说是无处不在。
随着时代的发展,永磁直流电机的应用会更多,原先用交流电机的许多场合均被永磁直流电机所替代。特别是出现永磁无刷电机后,永磁直流电机的生产数量在不断地上升。我国每年生产的各种永磁直流电机大达数十亿台以上,生产永磁直流电机的厂家不计其数。
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