[直流馬達(dá)]什么是DC刷電機(jī)

DC電機(jī)是一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，它以直流電(或一些操縱直流電的形式)的形式獲得電能，并將其轉(zhuǎn)換成機(jī)械旋轉(zhuǎn)能。電機(jī)利用電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)刺激固定在輸出軸上的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。輸出扭矩和速度取決于電氣輸入和電機(jī)設(shè)計(jì)。直流(DC)電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的電機(jī)。根據(jù)當(dāng)今行業(yè)最常見的命名慣例，DC電機(jī)有三種類型：DC電刷電機(jī)、DC永磁電機(jī)和DC通用電機(jī)。許多大型DC電機(jī)仍然使用電刷和繞線電機(jī)，但永磁電機(jī)在18馬力以下的應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。

什么是DC刷電機(jī)，有哪些類型？

一些工程師稱DC刷電機(jī)為繞線式電機(jī)，因?yàn)樗且粋€(gè)纏繞并涂有油漆的銅線圈，可以產(chǎn)生電磁場(chǎng)。無論用什么術(shù)語，都有永磁、分流、串聯(lián)和復(fù)合繞線DC電機(jī)。

除了前者，都使用兩種電流：

1.電流通過電樞(轉(zhuǎn)子)繞組(用于輸出機(jī)械旋轉(zhuǎn))與定子磁場(chǎng)相互作用；

2.通過定子繞組的電流使磁場(chǎng)成為一個(gè)問題。

相比之下，永磁刷DC電機(jī)使用：

1.電流通過電樞(轉(zhuǎn)子)繞組(用于輸出機(jī)械旋轉(zhuǎn))與定子磁場(chǎng)相互作用；

2.定子上的永磁體使磁場(chǎng)成為一個(gè)問題。

復(fù)合繞組電機(jī)的電樞和勵(lì)磁線圈包括串聯(lián)繞組和并聯(lián)繞組。

無論設(shè)置如何，DC有刷電機(jī)都有換向器和電刷觸點(diǎn)，可以將電流傳輸?shù)叫D(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的銅線繞組。設(shè)計(jì)人員可以通過改變轉(zhuǎn)子電壓(及其電流)或通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組電流來改變轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通量來控制速度。轉(zhuǎn)子換向器片的電刷方向機(jī)械地控制相位換向。

事實(shí)上，DC無刷電機(jī)讓設(shè)計(jì)人員控制勵(lì)磁和轉(zhuǎn)子繞組的方式意味著它們適用于需要簡(jiǎn)單且經(jīng)濟(jì)高效的扭矩和速度控制的應(yīng)用。

DC系列電機(jī)

如上所述，串聯(lián)電機(jī)中的電樞(轉(zhuǎn)子)和勵(lì)磁線圈串聯(lián)連接。這意味著整個(gè)電樞(轉(zhuǎn)子)電流被轉(zhuǎn)移到勵(lì)磁繞組。因此，這些電機(jī)只需要一個(gè)輸入電壓。增加電樞(轉(zhuǎn)子)電流會(huì)導(dǎo)致勵(lì)磁電流增加。當(dāng)轉(zhuǎn)子電流通過零點(diǎn)并反轉(zhuǎn)時(shí)，勵(lì)磁電流崩潰。

電機(jī)停止時(shí)轉(zhuǎn)矩最高，因?yàn)殡姌?轉(zhuǎn)子)靜止時(shí)不產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)。在空載的情況下，電機(jī)會(huì)加速到危險(xiǎn)速度。相反，增加的負(fù)載會(huì)降低電機(jī)速度，增加扭矩來轉(zhuǎn)動(dòng)負(fù)載。

串聯(lián)電機(jī)不能很好地調(diào)節(jié)速度，因?yàn)樗俣瓤刂迫Q于電源電壓的調(diào)節(jié)。但是它們很便宜，可以驅(qū)動(dòng)需要高啟動(dòng)扭矩的設(shè)計(jì)。例如，設(shè)計(jì)師在低功率和大功率汽車機(jī)構(gòu)中使用系列電機(jī)、電動(dòng)工具、玩具、縫紉機(jī)和其他消費(fèi)品以及固定和變速工業(yè)牽引驅(qū)動(dòng)。設(shè)計(jì)人員可以通過反轉(zhuǎn)勵(lì)磁或電樞(轉(zhuǎn)子)繞組連接來反轉(zhuǎn)串聯(lián)電機(jī)。

平行DC馬達(dá)

如上所述，并聯(lián)繞組電機(jī)中的電樞和勵(lì)磁線圈并聯(lián)連接，因此勵(lì)磁電流與電機(jī)上的負(fù)載成比例?？勺冸妷狠斎朐试S速度調(diào)節(jié)。為并聯(lián)電機(jī)提供固定電壓，使其以恒定速度運(yùn)行。然后，增加的電機(jī)電流被提供給并聯(lián)電機(jī)以增加轉(zhuǎn)矩，而不會(huì)顯著減慢。在并聯(lián)電機(jī)中，勵(lì)磁(定子)繞組和電樞(轉(zhuǎn)子)繞組并聯(lián)。

使用這些電機(jī)，一種稱為磁場(chǎng)減弱的技術(shù)可以控制速度，而不必迫使控制器改變輸入電壓。勵(lì)磁繞組變阻器降低勵(lì)磁(定子)電流，從而降低電樞和磁場(chǎng)之間的磁通量。速度與磁通量成反比，從而使電機(jī)加速。需要注意的是，轉(zhuǎn)矩與磁通量成正比，所以加速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)矩輸出的減小而增大。

在弱磁場(chǎng)的設(shè)定下，當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，穩(wěn)定繞組可以防止加速。唯一的問題是反向應(yīng)用需要反轉(zhuǎn)繞組來反轉(zhuǎn)電樞(轉(zhuǎn)子)電壓。這需要扭轉(zhuǎn)接觸器。因此，對(duì)于反向運(yùn)動(dòng)，有時(shí)制造商只設(shè)計(jì)穩(wěn)定性更高的并聯(lián)電機(jī)，并省略穩(wěn)定繞組。

反轉(zhuǎn)平行繞組電機(jī)在轉(zhuǎn)子繞組或磁場(chǎng)上的連接會(huì)反轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向；當(dāng)轉(zhuǎn)子電流反向時(shí)，自激保持磁場(chǎng)，這意味著電機(jī)可以再生制動(dòng)。

復(fù)合纏繞電機(jī)

獨(dú)立勵(lì)磁電機(jī)(有時(shí)稱為復(fù)合繞組電機(jī))是DC有刷電機(jī)，其磁場(chǎng)(定子)和電樞(轉(zhuǎn)子)獨(dú)立供電，以便更好地控制電機(jī)輸出。任何繞組上的輸入電壓都可以控制電機(jī)的輸出速度和扭矩。大多數(shù)制造商生產(chǎn)帶有串聯(lián)和并聯(lián)勵(lì)磁(轉(zhuǎn)子)繞組的復(fù)合繞組電機(jī)。兩個(gè)繞組的方向、強(qiáng)度和方向決定了電機(jī)的速度。

復(fù)合纏繞電機(jī)適用于汽車或火車牽引應(yīng)用。