步進電機和直流無刷電機

來源: 發(fā)布時間:2022-01-27

直流電機的結(jié)構(gòu)由定子和轉(zhuǎn)子組成。直流電機的靜止部分稱為定子,定子作用的主要部分是產(chǎn)生磁場,由機座、主磁極、換向器磁極、端蓋、軸承和電刷裝置組成。接下來我們具體看看它的組成都包括哪些方面。運轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)動部分稱為轉(zhuǎn)子。其主要部件作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢,是直流電機的能的轉(zhuǎn)換樞紐,所以通常稱為電樞,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵芯、電樞繞組、換向器和風扇組成。定子包括:主磁極、框架、換向極、電刷裝置等。轉(zhuǎn)子包括:電樞鐵芯、電樞繞組、換向器、軸和風扇等。轉(zhuǎn)子成分:直流電機的轉(zhuǎn)子部分由電樞鐵芯、電樞、換向器等組成。下面詳細描述了結(jié)構(gòu)中的組件。1.電樞鐵芯零件。作用嵌入電樞繞組和頂部磁通量,以減少電機運行期間電樞鐵芯中的渦流損耗和磁滯損耗。2.電樞部分。作用是電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢的攻擊,進行能量轉(zhuǎn)換。電樞繞組有許多線圈或玻璃纖維涂層扁鋼銅線或強度漆包線。3.換向器也叫換向器。在直流電機中,其作用將直流電源在電刷上的電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組中的交流電流,使電磁轉(zhuǎn)矩的趨勢穩(wěn)定。在電機中,它將電樞繞組的交流電動勢轉(zhuǎn)換成刷端的直流電動勢輸出。無刷電機噪音低,運轉(zhuǎn)順暢無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多。步進電機和直流無刷電機

直線電機結(jié)構(gòu)緊湊、功率損耗小、快移速度高、加速度高、高速度(直線電機通過直接驅(qū)動負載的方式,可以實現(xiàn)從高速到低速等不同范圍的高精度位置定位控制;運用于地鐵的自動門。伺服電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象,振動頻率與負載情況和驅(qū)動器性能有關(guān);一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由伺服電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當伺服電機工作在低速時,一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象,比如在電機上加阻尼器,或驅(qū)動器上采用細分技術(shù)等。目前用于電腦繡花機的伺服電機多數(shù)為五相混合式伺服電機,目的是通過采用高相數(shù)的步進電機來減小步矩角和提高控制精度;但是采用該種方式獲得的性能上的提高是有限的,而且成本也相對較高,采用細分驅(qū)動技術(shù)可以改善伺服電機的運行品質(zhì),減少轉(zhuǎn)矩波動,抑制振蕩,降低噪音,提高步矩分辨率。其實直線電機也是伺服電機的一種。理論上,只要有反饋的系統(tǒng)(直線電機通常以Hall或者直線光柵反饋)都應(yīng)該是伺服系統(tǒng)。所以伺服電機應(yīng)該在廣義上被分為兩類:旋轉(zhuǎn)伺服電機和直線伺服電機,直線電機的特點:高動態(tài)特性、高剛性,相對于傳統(tǒng)的直線傳遞結(jié)構(gòu),免維護,但成本較高。水控電控伺服電機和無刷電機的區(qū)別是:是否配置有常用的電刷-換向器。

隨著無刷電機的廣泛應(yīng)用,用戶對電機的運行性能和聲音越來越關(guān)注,對電機的噪音提出了較為嚴格的要求,要求電機是低噪音,提供更具有優(yōu)勢的性能,永磁無刷電機的噪音來源分為兩大類,一類是機械噪音,一類是電磁噪音。電磁噪音來源于哪里?電磁噪音來源于電磁振動,電磁振動則由電機的氣隙磁場作用于電機鐵心產(chǎn)生電磁力所激發(fā),永磁無刷電機的氣隙磁場決定定子繞組磁勢,永磁磁勢和氣隙磁導著手,進而分析所建立的磁場以及產(chǎn)生振動的電磁力。

直流無刷電機就是依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心全轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動,電機就轉(zhuǎn)起來了,電機的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關(guān),更與無刷電機的控制性能有很大關(guān)系,因為輸入的是直流電,電流需要電子調(diào)速器將其變成3相交流電,還需要從遙控器接收機那里接收控制信號,控制電機的轉(zhuǎn)速,用來滿足模型使用需要。防夾功能,在門翼復位的過程中遇阻時,自動反彈或在規(guī)定的時間內(nèi)電機自動停止工作同時發(fā)出聲光報警。

盡管直流有刷電動機非常高效且便宜,但與直流有刷電動機相關(guān)的問題是,在重載條件下,換向器和碳刷的兩個表面之間會產(chǎn)生火花,導致自發(fā)熱,短壽命以及由于火花產(chǎn)生的電噪聲,這會損壞任何半導體開關(guān)器件,例如MOSFET或晶體管。為了克服這些缺點,開發(fā)了無刷直流電動機?!盁o刷”直流電動機無刷直流電動機(BDCM)與永磁直流電動機非常相似,但是沒有任何電刷可更換或由于換向器火花而磨損。因此,在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的熱量很少,從而延長了電動機的壽命。無刷電機的設(shè)計通過使用更復雜的驅(qū)動電路來消除對電刷的需求,因為轉(zhuǎn)子磁場是永久磁鐵,始終與定子磁場保持同步,從而可以實現(xiàn)更精確的速度和轉(zhuǎn)矩控制。無刷電機則通過霍爾傳感器把轉(zhuǎn)子位置反饋回控制電路,使其能夠獲知電機相位換向的準確時間。伺服電機 直線電機

無刷直流減速電機具有三個霍爾效應(yīng)定位傳感器。由于無刷電機沒有碳刷,也沒有相關(guān)接口,設(shè)計外形干凈利落。步進電機和直流無刷電機

直流電機具有低速大扭矩的特點,是交流電機無法替代的。因此,直流電機調(diào)速設(shè)備具有廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。直流電機分為兩類:換向器和無換向器。那么如何調(diào)整它的速度呢?20世紀30年代后期,電機電機系統(tǒng)的開發(fā),使得具有優(yōu)良調(diào)速功能的直流電機得到了廣泛應(yīng)用。這種控制方法可以獲得寬調(diào)速范圍、小變速比和平滑調(diào)速功能。然而,這種方法的主要缺點是系統(tǒng)重量大、占地面積大、功耗低、維修困難。近年來,隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,晶閘管變流供電的直流電機調(diào)速系統(tǒng)已經(jīng)取代了FA電機電機調(diào)速系統(tǒng),其調(diào)速功能已經(jīng)遠遠超過了FA電機電機調(diào)速系統(tǒng)。特別是隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)和計算機技術(shù)的快速發(fā)展,直流電機調(diào)速系統(tǒng)的精度、動態(tài)功能和可靠性都有了較大的提高。IGBT等大功率設(shè)備在電力電子技術(shù)上的發(fā)展正在取代晶閘管,呈現(xiàn)出功能更好的DC調(diào)速系統(tǒng)。直流電機轉(zhuǎn)速計算公式如下:n=(U-IR)/Kφ,其中U為電樞端電壓,I為電樞電流,r為電樞電路總電阻,φ為每極磁通量,k為電機結(jié)構(gòu)參數(shù)。直流電機有三種調(diào)速方法:降低電樞電壓,調(diào)速到基速以下,用電樞電路串聯(lián)電阻調(diào)速,減弱磁場,調(diào)速到基速以上。步進電機和直流無刷電機

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