机电专业毕业生能干啥浅析有刷直流电机的多样面貌
导语:在直流电机传动中,有刷直流电机是应用非常广泛的一种直流电机,小至微型电动产品大到工业设备都会用到。如:医疗器械、电动玩具、个人护理、美容产品、机器人等等。不同的产品用到的直流电机会有所不同。
一、有刷直流電機可以分為哪幾種類型?
盤式绕組直流電機:这种结构是以稀土材料粘结在缸体上,从而漆包线绕成盘式绕组防止于缸体内部,形成转子,直流電機的相位靠换向器调整,换向器固定在后盖,碳刷与转动的换向面摩擦来调整電压相位。这类電機的碳刷一直在磨损,寿命一般不会超过2000小时,不过電機的转速比较高,如需要减速装置的话就必须要用两级齿轮减速了,那么这个时候它的噪音就会比较大了,而且效率损失也大,一般只有68~72%,效率不高就会导致耗电增加。
印制绕组直流電機:它是以印制的铜箔板作为绕组,使得直接当前传动技术(DCT)和变频驱动技术都可行,这种类型为小型化设计提供了极大的便利,并且寿命可达3000小时左右,同时噪音也不大,其效率为72~76%。
压制绕组直流電子馬達:这种电子马达用的比较多的是家用和商业市场中的低功率应用,比如照明系统或其他家庭设备,它们采用压制法将铜线打造成一个整体封装,可以提高其密度和性能,对于需要精确控制速度的小尺寸应用来说是一个很好的选择。这种马达具有较高效率,可达到74~78%。
轮毂式齿轮传動直接傳動馬達:这种直接傳動馬達(DDM)的轉子是一個薄薄的磁環,因此體積小重量輕,但這樣會導致較大的噪音問題,這種馬達通常用于需要緊湊設計並且工作於高速運行的情況下的地方。
微型永磁direct drive motor: 这些马达使用固定的永久磁铁产生磁场,而不是旋转的一个或多个定子,这使它们更加紧凑且轻巧,是无轴承设计的一种形式,因为没有机械部件接触,所以没有磨损问题。这些马达对速度变化响应迅速,可以实现精细控制,而且因为没有涡环所以更清静,但可能会随着时间逐渐衰退一些。
并激direct drive motor: 在这类马达中励磁线圈与主回路共享相同数量及布局方式,以获得最佳匹配性能。在调节过程中可以通过改变励磁线圈上的 电阻值来控制输出扭矩,也就是说励磁线圈能够根据实际需求进行调整,这样做既节省空间又方便维护。
串激direct drive motor: 这些马达主要用于那些不需要快速加速或停止的情况下,它们具有较大的扭矩输出能力,但由于缺少了复杂的心肺调节机构,使得它们不能像并激或者串激一样灵活地控制速度,只能固定运行在一个确定速度上,不适合对于瞬时加速或减速要求严格的大载重任务领域内使用。
复激direct drive motor: 最终,最先进也是最复杂的一种是在两个以上操作模式之间切换工作状态,即同时具备并发和串通功能,同时拥有高速启动特性以及良好的负载跟踪能力,在实践中这是一个非常有效但成本较高方案,因为它允许用户根据具体情况灵活选择是否开启额外功能,但是由于其复杂性,该类型可能难以制造和维修,以及价格昂贵限制其广泛使用范围。
二、有刷 直接傳動 馬達 的結構組成
绝大部分有刷 直接傳動 馬達 由定子、中置及圆柱形支撑件以及中心端部设有一对闭合环形铁芯构成,其中心永磁体由稀土金属材料制作而成,以保持稳定的强烈吸引力。而为了满足各种机械设备负载要求,可以提供烧结轴承和滚珠轴承。此外,还包括塑料材质制造端盖,由此我们可以根据预期应用需求选取适当类型;碳片或者多条导线。一方面,如果需求的是连续性扭矩峰值扭矩,则推荐利用铜石墨或银石墨作为碳片;另一方面,如果则建议采用贵金属带状结构,以确保低启动压力、高效率表现,为便携式充放电设备之类特别重要场景提供支持。此外,还需考虑降低噪声以满足EMC标准要求工程师可以针对这一点进行优化设计。
转子是整个系統核心,将線圈連續纏繞於圓柱形支撐件上,並將其移除後去除氣隙與無作用區域頭部線圈,因為這些對產生轉矩沒有任何貢獻。自支撐線圈不需鐵架因此轉動惯量低且無齒槽影響(轉子的位置自由)與其他傳統DC技術不同,由於無鐵質故無感應損耗及過載損耗。但該設備擁有一個完美線性速度-轉矩曲線,其運行速度僅取決於供應壓力及負載轉矩。