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音曼顿带你了解无刷电机基础知识

作者:音曼顿 浏览: 发表时间:2022-06-10 13:49:34


无刷电机基础知识


一、有刷电机基础


根据电机结构和工作原理,可分为刷电机、内转子无刷电机和外转子无刷电机;

刷电机:直流电机/碳刷电机;


电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不旋转,线圈电流方向的交替变化由电机旋转的换向器和电刷完成;


优点:成本相对较低,扭矩高,结构简单,维护方便;


缺点:1、机械换向火花引起换向器与刷摩擦、电磁干扰、噪音大、使用寿命短;


2.结构复杂,可靠性差,故障多,需要定期维护。3.由于换向器的存在,转子惯量的进一步下降受到限制,动态性能受到影响。因此,在模具行业中,它主要用于速度慢、对振动不敏感的车辆模具和船舶模具,很少使用刷电机;



二、无刷电机基础


无刷电机:无机械刷装置,方波自动控制永磁同步电机,霍尔传感器取代碳刷换向器,钕铁硼作为转子永磁材料,与传统直流电机相比具有很大的性能优势。


优点:具有效率高、能耗低、噪音低、寿命长、可靠性高、伺服控制好、无级变频调速等优点;


缺点:比刷子贵,维护困难;


1、单个无刷电机不是一个完整的动力系统,无刷基本上必须通过无刷控制器电调控制连续运行;


2.普通碳刷电机旋转绕组,无刷电机旋转磁铁,无论是外转子结构还是内转子结构。因此,任何电机都由定子和转子组成;


无刷电机的定子是产生旋转磁场的部分,主要由硅钢板、漆包线、轴承、支撑件组成;


3、而转子则是黏贴钕铁硼磁铁,在定子旋转磁场的作用进行旋转的部件,主要由转轴、磁铁、支持件构成。除此之外,定子与转子组成的磁极对数还影响着电机的转速与扭力;


三、无刷电机结构


1.无刷电机的前盖、中壳、后盖主要是整体结构件,起到构建电机整体结构的作用;


2.外转子无刷电机的外壳也是磁铁的磁路通道,因此外壳必须由导磁物质组成;


3.内转子外壳仅为结构件,因此材料不受限制。


4.但是内转子电机比外转子电机多一个转子铁芯,这个转子铁芯也起到磁路通路的作用。


5.磁铁:安装在转子上,是无刷电机的重要组成部分。无刷电机的大部分性能参数都与磁铁有关,包括功率、速度、扭矩等。


6.硅钢板:它是槽式无刷电机的重要组成部分。无槽无刷电机无硅钢板,但目前绝大多数无刷电机都有槽。它在整个系统中的作用主要是降低磁阻,参与磁路运行。


7、转轴:是电机转子的直接受力部分,转轴的硬度必须满足转子高速旋转的要求。


8.轴承:它是电机平稳运行的保证。轴承可分为滑动轴承和滚动轴承,滚动轴承可细分为深沟球轴承、滚针轴承和角接触轴承。目前,大多数无刷电机采用深沟球轴承。


四、直流无刷电机工作原理


直流无刷电机动力系统由转子、定子和位置传感器三部分组成。


2、位置传感根据转子位置的变化,定子绕组电流按一定顺序(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,在确定位置产生位置传感信号,控制功率开关电路,按一定逻辑关系切换)。


定子绕组的工作电压由位置传感器输出控制的电子开关电路提供。


4.位置传感器有三种类型电和电磁三种类型


A、磁敏位置传感器的直流无刷电机安装在定子组件上,用于检测永磁体和转子旋转时产生的磁场变化。


B、直流无刷电机采用光电位置传感器,光电传感器件按一定位置配置在定子组件上,转子配备遮光板,光源为发光二极管或小灯泡。当转子旋转时,由于遮光板的作用,定子上的光敏元件将间歇性地间歇性脉冲信号。


C、无刷直流电机采用电磁位置传感器,在定子组件上安装电磁传感器部件(如耦合变压器、接近开关等)LC当永磁体转子位置发生变化时,电磁效应会使电磁传感器产生高频调制信号(其振幅随转子位置而变化)。


5.直流无刷电机依靠改变输入到无刷电机定子线圈的电流波交变频率和波形,在绕组线圈周围形成绕电机几何轴全转的磁场。这种磁场驱动转子上的永磁磁钢转动,电机转动。电机的性能与磁钢数量、磁钢磁通强度、电机输入电压大小等因素有关,与无刷电机的控制性能有很大关系。由于输入是直流电,电流需要电子调速器将其转换为三相交流电,控制信号和电机转速也需要从遥控接收器接收,以满足模型的需要。


6.一般来说,无刷电机的结构相对简单。真正决定其使用性能的是无刷电子调速器(即电调)。好的电调需要单片机控制程序设计、电路设计、复杂加工工艺等工艺的整体控制,因此一般来说,价格远高于无刷电机;


五、生活中常见的例子


把电机的三相线放在一起,用手转动电机会发现阻力很大,这是因为在转动电机的过程中产生感应电势,从而产生电流,磁场电流通过导体会产生相反的力,我们会觉得转动有很大的阻力。


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