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有刷電機與無刷電機原理的區別

作者:熊貓  來源:www.dzwyx.com  更新時間:2020-10-09 14:18:39  點擊次數:

  有刷電機和無刷電機的通電原理不一樣,其內部結構也不一樣。對輪轂式電機而言,電機力矩的輸出方式(是否經過齒輪減速機構減速)不一樣,其機械結構也不一樣。


  1、常見高速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速有刷電機心、減速齒輪組、超越離合器、輪轂端蓋等部件組成。高速有刷有齒輪轂式電機屬于內轉子電機。


  2、常見低速有刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由碳刷、換相器、電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速有刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。


  3、常見高速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由內置高速無刷電機心、行星摩擦滾子、超載離合器、輸出法蘭、端蓋、輪轂外殼等部件組成。高速無刷有齒輪轂電機屬于內轉子電機。


  4、常見低速無刷電機的內部機械結構。這種輪轂式電機由電機轉子、電機定子、電機軸、電機端蓋、軸承等部件組成。低速無刷無齒輪轂式電機屬于外轉子電機。


一、有刷電機


  所有電機都由定子和轉子組成,在直流電機中,為了讓轉子轉起來,需要不斷改變電流方向,否則轉子只能轉半圈,這就好像用腳蹬自行車踏板,單腳只能蹬半圈,所以直流電機就需要改變轉子中的電流,也就是把通電導體的方向在需要換向的時候換向。


  換向器的換向是,當在電磁場中放入一個通電導體切斷磁場,導體會被力推出靜止的磁場,這是因為磁場的磁力線被導體周圍的電磁場壓變形了,磁力線試圖反彈回直線的形狀,這就相當于會產生吸引力和排斥力,讓電機轉起來。

  換向器由兩個半圓段構成,連接處由絕緣材料隔開,兩段換向器轉動分別與碳刷連接,碳刷會重復連接到符合推動力的那段換向器,這樣重復電機就轉動起來了。

二、無刷電機

  無刷直流電機是采用電子換向,沒有換向器和碳刷,而是使用的位置傳感器,主要由永磁體轉子,多極繞組定子和位置傳感器等組成,位置傳感器根據轉子的位置磁極,給向鄰的定子線圈通電,讓定子產生與轉子向吸的磁極,就能吸引轉子轉動,這樣重復就能推動電機轉動。

  有刷電機是采用機械換向,外部磁極不動內部線圈動,電機工作時,換向器和線圈一起旋轉,碳刷與磁鋼都不動,于是換向器和碳刷產生摩擦,完成電流方向切換。


  在有刷電機中,將各組線圈排成一個圓環形,相互之間又用絕緣材料隔開,形成一個圓柱形與電機軸連成一體,電源通過兩個碳刷,在彈簧的壓力下壓在線圈上,每組線圈轉動到碳刷下面就能給這組線圈通電。

隨著電機轉動,給不同線圈或同一線圈不同兩級通電,使線圈產生磁場兩極與靠近永磁鐵定子的兩極有一個角度,通過同極相斥和異極相吸產生力量,推動電機轉動。

  有刷電機與無刷電機的區別除了碳刷外,有刷電機是利用齒輪來進行控制,這就會讓電機的返修率增加了;而無刷電機就不需要用齒輪,不會經常維修,使用壽命就會高一些,可靠性也比較高,不過無刷電機的控制系統成本也會相對有刷電機高;此外有刷電機的噪音比較大,而無刷電機聲音小得多,工作效率也會高一些。

  碳刷在直流電機中起到了非常重要的作用,碳刷在電機的運動部件之間傳導電流,這種傳導是一種滑動傳導,能夠將電流從固定端傳遞到發電機或電動機的旋轉部分,由幾個碳刷組成一個碳架,所以這種傳導方式也就造成了碳刷容易磨損,碳刷還有改變電流方向,也就是換向的作用。

  碳刷在交流電設備上也有使用,交流電機碳刷與直流電機碳刷形狀和材質是一樣的,交流電機中是繞線轉子而且需要變速的,才需要碳刷,如我們常用的手電鉆,拋光機也需要常換碳刷,它的作用也非常重要。

三、兩者的區別

  1、有刷電機電機工作時,線圈和換向器旋轉,磁鋼和碳刷不轉,線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的。

  2、無刷直流電機由電動機主體和驅動器組成,是一種典型的機電一體化產品。由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不e79fa5e98193e4b893e5b19e31333366303231會象變頻調速下重載啟動的同步電機那樣在轉子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產生振蕩和失步。

  3、有刷電機是傳統產品,性能比較穩定。無刷電機是升級產品,其壽命性能比有刷電機好。但其控制電路比較復雜,對元件的老化篩選要求比較嚴格。

  4.無刷電機的設備可以運用于:乳制品行業、釀造行業、肉制品加工行業、豆制品加工行業、飲料加工行業、糕點加工業、藥品業、電子精密廠、等一些更高要求的無塵車間等,像迪奧電器產的無刷電機(DIHOUR)干手器,運用到工廠里比較多。

  5.碳刷電機只能適用于各式洗手間等對要求不是太高的區域,而像無塵車間和防爆車間就無法使用了!

  6.使用壽命,無刷電機可連續工作20000小時左右,常規的使用壽命7-10年。碳刷電機:可連續工作5000小時左右,常規的使用壽命2-3年。

  7.節能方面,相對而言,無刷電機的耗電量只是碳刷的1/3。


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