有刷直流電機(jī)廣泛而頻繁地用于家用電器和汽車,從玩具到用于調(diào)節(jié)汽車座椅的按鈕。它們價格低廉,易于使用,并且具有不同的形狀和尺寸。電機(jī)提供精確的速度控制,由直流驅(qū)動。這種類型的電機(jī)可以提供比其額定扭矩多三到四倍的扭矩,如果需要,它甚至有可能提供高達(dá)五倍的扭矩,而不會失速。
有刷直流電機(jī)由六個不同的組件組成,將在以下部分詳細(xì)介紹最重要的組件。有刷直流電機(jī)通過使用環(huán)為傳導(dǎo)電機(jī)電樞的磁驅(qū)動器供電,提供穩(wěn)定和連續(xù)的電流。這種電機(jī)是最早使用的電機(jī)之一,并且由于能夠以幾乎任何方式改變速度扭矩比而被廣泛使用。
一、有刷直流電機(jī)如何工作?
有刷直流電機(jī)由兩個朝向相同方向的磁鐵組成,圍繞著位于電機(jī)中間和轉(zhuǎn)子周圍的兩個線圈。線圈被設(shè)置為面對導(dǎo)致電流流向它們的磁鐵。這會建立一個磁場,最終將線圈推離它們遇到的磁鐵,最終使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。
轉(zhuǎn)子處切斷的電流會旋轉(zhuǎn)180度。這使得每個轉(zhuǎn)子都面向相反的磁鐵。一旦電流重新開始,電流就會反向流動并發(fā)送另一個脈沖,使轉(zhuǎn)子再次轉(zhuǎn)動。通過從轉(zhuǎn)子傳輸電力,電機(jī)內(nèi)的電刷將其關(guān)閉和打開。
二、有刷直流電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)
之前提到過有刷直流電機(jī)中有6個不同的部件。但其中四個是幾乎所有電動機(jī)中都存在的最重要的部件。要討論的這四個組件是定子、轉(zhuǎn)子和電刷以及換向器。再看看這些部件在電機(jī)內(nèi)部的作用。
1.定子
您可能知道,定子是發(fā)動機(jī)的固定部分,并在轉(zhuǎn)子周圍產(chǎn)生固定磁場。該磁場由永磁體或電磁繞組產(chǎn)生。定子的結(jié)構(gòu)或電磁繞組連接到電源的方式?jīng)Q定了這種電機(jī)的不同類型。
2.轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子,又名電樞,由一個或多個繞組構(gòu)成。當(dāng)這些繞組轉(zhuǎn)動時,它們會產(chǎn)生磁場。該磁場的磁極將朝向定子產(chǎn)生的相反磁極,并使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時,繞組不斷以各種順序通電,這樣轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的磁極就不會干擾定子產(chǎn)生的磁極。稱這種轉(zhuǎn)子繞組換向場之間的切換。
3.電刷和換向器
與無刷直流和交流感應(yīng)電機(jī)等其他電機(jī)類型不同,有刷直流電機(jī)不需要控制器來交流電機(jī)繞組中的電流。相反,有刷直流電機(jī)繞組的改變完全是機(jī)械完成的。換向器是一個分段的銅套,安裝在有刷直流電動機(jī)的軸上。當(dāng)電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時,碳刷在換向器上滑動并與換向器的不同部分接觸。這些部分連接到不同的轉(zhuǎn)子繞組,因此,當(dāng)在電刷兩端施加電壓時,電機(jī)內(nèi)部會產(chǎn)生動態(tài)磁場。