1. Классификация двигателей постоянного тока
1. Бесщеточный двигатель постоянного тока:
Бесщеточный двигатель постоянного тока предназначен для замены статора и ротора обычного двигателя постоянного тока.Его ротор представляет собой постоянный магнит, создающий поток воздушного зазора: статор представляет собой якорь и состоит из многофазных обмоток.По конструкции он аналогичен синхронному двигателю с постоянными магнитами.Конструкция статора бесщеточного двигателя постоянного тока такая же, как у обычного синхронного двигателя или асинхронного двигателя.Многофазные обмотки (трехфазные, четырехфазные, пятифазные и т. д.) заделаны в железный сердечник.Обмотки могут быть соединены звездой или треугольником и соединены с силовыми лампами инвертора для разумной коммутации.В роторе в основном используются редкоземельные материалы с высокой коэрцитивной силой и высокой плотностью остаточной намагниченности, такие как самарий-кобальт или неодим-железо-бор.Из-за различного положения магнитных материалов в магнитных полюсах их можно разделить на поверхностные магнитные полюса, встроенные магнитные полюса и кольцевые магнитные полюса.Поскольку корпус двигателя представляет собой двигатель с постоянными магнитами, его принято называть бесщеточным двигателем постоянного тока, также называемым бесщеточным двигателем постоянного тока с постоянными магнитами.
Бесщеточные двигатели постоянного тока разрабатываются в последние годы с развитием микропроцессорной технологии и применением новой силовой электроники.устройства с высокой частотой переключения и низким энергопотреблением, а также оптимизация методов управления и появление недорогих материалов с высоким уровнем постоянных магнитов.Разработан новый тип двигателя постоянного тока.
Бесщеточные двигатели постоянного тока не только сохраняют хорошие характеристики регулирования скорости, чем традиционные двигатели постоянного тока, но также обладают преимуществами отсутствия скользящего контакта и коммутационных искр, высокой надежности, длительного срока службы и низкого уровня шума, поэтому они широко используются в аэрокосмической отрасли, на станках с ЧПУ. , роботы, электромобили и т. д., компьютерная периферия и бытовая техника широко используются.
В соответствии с различными методами электропитания бесщеточные двигатели постоянного тока можно разделить на две категории: бесщеточные двигатели постоянного тока прямоугольной формы, у которых форма волны обратной ЭДС и форма тока питания представляют собой прямоугольные волны, также известные как синхронные двигатели с прямоугольными волнами и постоянными магнитами;Коллекторный двигатель постоянного тока, форма его обратной ЭДС и форма сигнала питающего тока являются синусоидальными.
2. Коллекторный двигатель постоянного тока
(1) Двигатель постоянного тока с постоянным магнитом
Подразделение двигателей постоянного тока с постоянными магнитами: двигатели постоянного тока с редкоземельными постоянными магнитами, двигатели постоянного тока с ферритовыми постоянными магнитами и двигатели постоянного тока с постоянными магнитами Alnico.
① Двигатель постоянного тока с редкоземельными постоянными магнитами: небольшой по размеру, с лучшими характеристиками, но дорогой, в основном используется в аэрокосмической отрасли, компьютерах, скважинных приборах и т. д.
② Двигатель постоянного тока с ферритовым постоянным магнитом: корпус магнитного полюса, изготовленный из ферритового материала, дешев, имеет хорошие характеристики и широко используется в бытовой технике, автомобилях, игрушках, электроинструментах и других областях.
③ Двигатель постоянного тока Alnico с постоянными магнитами: для него требуется много драгоценных металлов, цена высокая, но он хорошо приспосабливается к высоким температурам.Он используется в случаях, когда температура окружающей среды высока или требуется температурная стабильность двигателя.
(2) Электромагнитный двигатель постоянного тока.
Подразделение электромагнитных двигателей постоянного тока: двигатели постоянного тока с последовательным возбуждением, двигатели постоянного тока с шунтирующим возбуждением, двигатели постоянного тока с раздельным возбуждением и двигатели постоянного тока с комбинированным возбуждением.
① Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением: ток подключен последовательно, шунтирован, а обмотка возбуждения соединена последовательно с якорем, поэтому магнитное поле в этом двигателе значительно меняется с изменением тока якоря.Чтобы не вызвать больших потерь и падения напряжения в обмотке возбуждения, чем меньше сопротивление обмотки возбуждения, тем лучше, поэтому двигатель возбуждения серии постоянного тока обычно наматывается более толстым проводом, а количество витков у него меньше.
② Двигатель постоянного тока с шунтовым возбуждением: Обмотка возбуждения двигателя постоянного тока с шунтовым возбуждением подключается параллельно обмотке якоря.В качестве шунтирующего генератора напряжение на клеммах самого двигателя подает питание на обмотку возбуждения;как шунтирующий двигатель, обмотка возбуждения использует один и тот же источник питания.с якорем он аналогичен двигателю постоянного тока с отдельным возбуждением с точки зрения производительности.
③ Двигатель постоянного тока с раздельным возбуждением: обмотка возбуждения не имеет электрического соединения с якорем, а цепь возбуждения питается от другого источника питания постоянного тока.Таким образом, на ток возбуждения не влияют напряжение на клеммах якоря или ток якоря.
④ Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением. Двигатель постоянного тока со смешанным возбуждением имеет две обмотки возбуждения: шунтовое возбуждение и последовательное возбуждение.Если магнитодвижущая сила, создаваемая последовательной обмоткой возбуждения, направлена в том же направлении, что и магнитодвижущая сила, создаваемая шунтирующей обмоткой возбуждения, это называется возбуждением составного продукта.Если направления двух магнитодвижущих сил противоположны, это называется дифференциальным составным возбуждением.
2. Принцип работы двигателя постоянного тока
Внутри двигателя постоянного тока закреплен кольцеобразный постоянный магнит, и ток проходит через катушку ротора, создавая силу ампера.Когда катушка на роторе параллельна магнитному полю, направление магнитного поля будет меняться, когда он продолжает вращаться, поэтому щетка на конце ротора переключается. Пластины поочередно соприкасаются, так что направление ток в катушке также изменяется, а направление создаваемой силы Лоренца остается неизменным, поэтому двигатель может продолжать вращаться в одном направлении.
Принцип работы генератора постоянного тока заключается в преобразовании электродвижущей силы переменного тока, индуцированной в катушке якоря, в электродвижущую силу постоянного тока, когда она вытягивается из конца щетки коммутатором и коммутирующим эффектом щетки.
Направление наведенной ЭДС определяют по правилу правой руки (линия магнитного поля указывает на ладонь, большой палец указывает на направление движения проводника, а направление остальных четырех пальцев - на ладонь). направление индуцированной электродвижущей силы в проводнике).
Направление силы, действующей на проводник, определяется по правилу левой руки.Эта пара электромагнитных сил образует крутящий момент, действующий на якорь.Этот крутящий момент во вращающейся электрической машине называется электромагнитным моментом.Направление крутящего момента — против часовой стрелки, пытаясь заставить якорь вращаться против часовой стрелки.Если этот электромагнитный момент может преодолеть момент сопротивления якоря (например, момент сопротивления, вызванный трением и другими моментами нагрузки), якорь может вращаться против часовой стрелки.
Время публикации: 18 марта 2023 г.