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空心杯微型直流电机结构分析

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-06-02 09:42:03


微型电机由定子、转子、电枢绕组、刷子、换向器等部件组成,其中转子由铁芯转子和绕组组成,空心杯电机无铁芯,也称为无铁芯电机。


空心杯电机不是中空的。因为没有铁芯转子,线圈看起来像杯子,所以叫空心杯电机。空心杯电机在直流电机中比较特殊。它可以是刷电机或无刷电机。


空心杯电机除了铁芯之外,永磁体、线圈、换向器、电刷结构都与普通微型直流电机一样,只是少了铁芯而已,空心杯电机的线圈没有其他支撑结构,完全是由导线绕制而成,线圈通过连接板与换向器、主轴连接在一起,连接板材料一般是塑料或环氧树脂组成。主要作用是固定导线和传递力矩。线圈在磁铁与外壳之间的缝隙旋转,从而带动了整个转子旋转。



无铁芯结构微电机完全消除了铁芯形成涡流造成的电能损失,大大降低了转子的重量和旋转惯性。与传动铁芯电机相比,大扭矩快速加速和减速性能非常突出。一般来说,空心杯微电机具有体积小、效率高、功率密度高、可控性高、噪音低、散热效果高等优点。


然而,由于空心杯微电机没有铁芯的支撑,电机的线圈只能很薄,这也导致线圈与输出轴的连接强度有限。空心杯电机的最大功率只能达到数百瓦。当然,微型空心杯电机的功率会更小。


一般来说,空心杯一般用于需要快速响应的产品,如导弹飞行方向快速调整、相机快速自动焦化、工业机器人、仿生肢等。在这些应用程序中,空心杯电机可以很好地满足要求。微型空心杯电机体积较小,部分电动玩具、航空模型、电动牙刷等产品可以以空心杯电机为核心驱动。

刷空心杯电机和无刷空心杯电机


从上面的爆炸图可以看出,刷直流空心杯电机使用物理刷和换向器来完成换向。无刷直流电机没有刷结构,线圈线直接连接到控制器,但无刷电机有一个霍尔传感器。刷直流电机为线圈,换向器和连接板在壳体和永磁体之间旋转,共同形成转子。无刷电机的线圈固定,磁铁在中间旋转。


刷直流电机的控制非常简单,无刷直流电机的控制部分涉及硬件和软件,更复杂,主要是在霍尔传感器的配合下,在适当的时间给线圈适当的电流,将机械方向转换为电子方向。


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