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永磁直流减速电机有什么特点?丨永磁直流减速电机的工作原理、分类和应用介绍

供稿:中国工控网 2016/6/16 10:06:48

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  永磁直流电机按照有无电刷可分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。

  永磁无刷直流电机的工作原理

  永磁无刷直流电机是由电动机主体和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。

  电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。主电路是一个典型的电压型交-直-交电路,逆变器提供等幅等频5-26KHZ调制波的对称交变矩形波。

  永磁体N-S交替交换,使位置传感器产生相位差120�的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的六状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1-T4导通、T1-T6导通、T3-T6导通、T3-T2导通、T5-T2导通、T5-T4导通,也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对N-S极,T1-T6功率管即按固定组合成六种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动60�电角度,转子跟随定子磁场转动相当于60�电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进60�电角度,如此循环,永磁直流电机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为永磁直流电机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。

  

    永磁有刷直流电机的工作原理

  有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载。由于电刷和换向器的存在,有刷电机的结构复杂,可靠性差,故障多,维护工作量大,寿命短,换向火花易产生电磁干扰。在有刷直流电机的固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。

  

    永磁直流电机的分类

  永磁直流电机分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。而永磁直流电机根据电刷和换向结构进行分类,可分为传统直流电动机、匮桂形动圈式直流电动机和盘式转子动圈式直流电动机三种。

  

    永磁直流电机的应用

  永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中,如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具,也广泛应用于汽车、摩托车、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业,在一些高精尖产品中也有广泛应用,如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。在舞台灯光方面,永磁直流电机,特别是小型永磁直流齿轮电机的用量非常大。计算机行业中的打印机、扫描仪、硬盘驱动器、光盘驱动器、刻录机、冷却风扇等都要用到大量的永磁直流电机。

  汽车行业中的各种风扇、刮水器、喷水泵、熄火器、反视镜、打气泵更是用到各种永磁直流电机。宾馆中的自动门、自动门锁、自动窗帘、自动给水系统、柔巾机等都用到永磁直流电机、在武器装备中,永磁直流电机广泛应用于导弹、火炮、人造卫星、宇宙飞船、舰艇、飞机、坦克、火箭、雷达、战车等场合。

  在工农业方面,永磁直流电机也广泛用于电气和自动化控制及仪器仪表中。在医用方面,永磁直流电机用处更不小,如医用的各种仪器、手术工具,如开脑手术中的电动锯骨刀,特别是野外手术中的各种仪器基本上都是用的永磁直流电机。在残疾人用品方面,如机械手、残疾车等都用到永磁直流电机。在生活方面,用处更多,现在连牙刷也用永磁直流电机做成电动牙刷了。永磁直流电机的应用真是举不胜举,可以说是无处不在。


审核编辑(王金鹏)
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