有刷电机与无刷电机不同：工作原理、调速方式、性能详细讲解(共8页).docx

《有刷电机与无刷电机不同：工作原理、调速方式、性能详细讲解(共8页).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有刷电机与无刷电机不同：工作原理、调速方式、性能详细讲解(共8页).docx（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精选优质文档-倾情为你奉上有刷电机与无刷电机不同：工作原理、调速方式、性能详细讲解一、有刷电机与无刷电机不同有刷电机：1、摩擦大，损耗大有刷电机的时候都碰到这个问题，那就是使用电机一段时间以后，需要开电机来清理电机的碳刷，费时费力，维护强度不亚于来一次家庭大扫除。2、发热大，寿命短由于有刷电机的结构原因，电刷和换向器的接触电阻很大，造成电机整体电阻较大，容易发热，而永磁体是热敏元件，如果温度太高的话，磁钢是会退磁的，使电机性能下降，影响有刷电机的寿命。3、效率低，输出功率小上面说到的有刷电机发热问题，很大程度是因为电流做功在电机内部电阻上了，所以电能有很大程度转化为了热能，所以有刷电机的输出功

2、率不大，效率也不高。无刷电机：1、无电刷、低干扰无刷电机去除了电刷，直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。2、噪音低，运转顺畅无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持。3、寿命长，低维护成本二、有刷电机与无刷电机工作原理1、有刷电机的原理有刷电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机工作时，线圈和换向器旋转，磁钢和碳刷不转，线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的。在有刷电机中，这个过程是将各组线圈的两个电源输入端，依次排成一个环，相互之间用绝缘材料分隔，

3、组成一个象圆柱体的东西，与电机轴连成一体，电源通过两个碳元素做成的小柱子（碳刷），在弹簧压力的作用下，从两个特定的固定位置，压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点，给一组线圈通电。随着电机转动，不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电，使得线圈产生磁场的N-S极与靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差，磁场异性相吸、同性相斥，产生力量，推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动，像刷子在物体表面刷，因此叫碳刷。相互滑动，会摩擦碳刷，造成损耗，需要定期更换碳刷；碳刷与线圈接线头之间通断交替，会发生电火花，产生电磁破，干扰电子设备。2、无刷电机工作原理无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转

4、。无刷电机，是使用一套电子设备，通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，使用电子线路，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。消除了有刷电机的缺点。这些电路，就是电机控制器。无刷电机的控制器，还可以实现一些有刷电机不能实现的功能，比如调整电源切换角，制动电机，使电机反转，锁住电机，利用刹车信号，停止给电机供电。现在电瓶车的电子报警锁，就充分利用了这些功能。无刷直流电机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。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。三、有刷电

5、机和无刷电机调速方式的区别实际上两种电机的控制都是调压，只是由于无刷直流采用了电子换向，所以要有数字控制才可以实现了，而有刷直流是通过碳刷换向的，利用可控硅等传统模拟电路都可以控制，比较简单。1、有刷马达调速过程是调整马达供电电源电压的高低。调整后的电压电流通过整流子及电刷地转换，改变电极产生的磁场强弱，达到改变转速的目的。这一过程被称之为变压调速。2、无刷马达调速过程是马达的供电电源的电压不变，改变电调的控制信号，通过微处理器再改变大功率MOS管的开关速率，来实现转速的改变。这一过程被称之为变频调速。四、有刷电机和无刷性能差异有刷电机性能：1、有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟早在十九纪

6、诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机在交流电产生以后得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。尤其是直流无刷电机一直无法投入商业运营，伴随着电子技术的日新月异，直至近几年才慢慢投入商业运营，就其实质来说依然属于交流电机范畴。无刷电机诞生不久，人们就发明了直流有刷电机。由于直流有刷电机机构简单，生产加工容易，维修方便，容易控制；直流电机还具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能，所以一经问世就得到了广泛应用。2、直流有刷电机响应速度快，起动扭矩大直流有刷电机起动响应速度快，起动扭矩大，

7、变速平稳，速度从零到比较大几乎感觉不到振动，起动时可带动更大的负荷。无刷电机起动电阻大（感抗），所以功率因素小，起动扭矩相对较小，起动时有嗡嗡声，并伴随着强烈震动，起动时带动负荷较小。3、直流有刷电机运行平稳，起、制动效果好有刷电机是通过调压调速，所以起动和制动平稳，恒速运行时也平稳。无刷电机通常是数字变频控制，先将交流变成直流，直流再变成交流，通过频率变化控制转速，所以无刷电机在起动和制动时运行不平稳，振动大，只有在速度恒定时才会平稳。4、直流有刷电机控制精度高直流有刷电机通常和减速箱、译码器一起使用，使的电机的输出功率更大，控制精度更高，控制精度可以达到0.01毫米，几乎可以让运动部件停在

8、任何想要的地方。所有精密机床都是采用直流电机控制精度。无刷电机由于在启动和制动时不平稳，所以运动部件每次都会停到不同的位置上，通过定位销或限位器才可以停在想要的位置上。5、直流有刷电机使用成本低，维修方便。 由于直流有刷电机结构简单，生产成本低，生产厂家多，技术比较成熟，所以应用也比较广泛，比如工厂、加工机床、精密仪器等，如果电机故障，只需更换碳刷即可，每个碳刷只需要几元，非常便宜。无刷电机技术不成熟，价格较高，应用范围有限，主要应在恒速设备上，比如变频空调、冰箱等，无刷电机损坏只能更换。无刷电机性能：（1）无碳刷与滑环，维护工作量大为减少。（2）发电机励磁由励磁机独立供电，供电可靠性高。（3

9、）发电机励磁控制是通过调节交流励磁机的励磁实现的，因而励磁系统的响应速度较慢。（4）发电机转子及其励磁电路都随轴高速旋转，因此在转子回路中不能接入灭磁设备，发电机转子回路无法实现直接灭磁，也无法实现对励磁系统的常规检测（如转子电流、电压、转子绝缘等），必须采用特殊测试方法。（5）要求旋转整流器和快速熔断器等有良好的机械性能，能承受高速旋转的离心力。（6）因为没有接触部件的磨损，也就没有碳粉和铜末引起的对电机绕组的污染，故延长了发电机的绝缘寿命。五、有刷电机和无刷电机结构 1、有刷电机结构：有刷同步发电机的基本结构：有刷同步发电机根据容量和转速不同，其结构型式有较大的差别。下面以常见的旋转磁极式

10、（凸极）同步发电机为例说明同步发电机的基本凸极同步发电机的结构主要由定子、转子、端盖及轴承、集电环等组成。 1)定子部分：定子由定子铁心、电枢绕组、机座三部分组成，是发电机电磁能量转换的关键部件之一，通常又称为电枢。 定子铁心：铁心一般用0. 350.5mm厚的硅钢片叠成，冲成一定的形状，每张硅钢片都涂有绝缘漆，以减小铁心的涡流损耗。为了防止在运转中硅钢片受到磁极磁场的交变吸引力发生交变移动，同时避免因硅钢片松动而在运行中产生的振动，将片间绝缘破坏而引起铁心发热和影响电枢绕组绝缘，所以，制造发电机时，电枢铁心通过端部压板，在底座上进行轴向固定。 电枢铁心为一空圆柱体，在其内圆周上冲有放置定子绕

11、组的槽。为了将绕组嵌入槽中并减小气隙磁阻，中小型发电机的定子槽一般采用半开口槽。 机座：机座用来固定定子铁心，并和发电机两端盖形成通风道，但不作为磁路，因此要求它有足够的强度和刚度，以承受加工、运输、起吊及运行中各种力的作用，两端的端盖可支撑转子，保护电枢绕组的端部。移动电站用的交流发电机机座和端盖，都采用铸铁制成。 电枢绕组：电枢绕组由线圈组成，线圈的导线都采用高强度漆包线，线圈按一定的规律连接而成，嵌入定子铁心槽中。绕组的结构型式一般都采用三相双层短距叠绕组。 2)转子部分：转子主要由磁极、发电机轴、转子磁轭、集电环等组成。 发电机轴，用来传递转矩之用，并承受转动部分的重量。一般中小容量同

12、步发电机的转轴用中碳钢制成。 转子磁轭，主要用来组成磁路，并固定磁极。 磁极，磁极铁心一般采用11.5mm厚的钢板冲片叠压而成，然后用螺杆固定在转子磁轭上。励磁绕组套在磁极铁心上，各个磁极的励磁绕组一般串联起来两个出线头通过螺钉与转轴上的两个互相绝缘的集电环相接。 集电环，是用黄铜环与塑料（如环氧玻璃）加热压制而成的一个坚固整体，然后压紧在转轴上。整个转子由装在前后端盖上的轴承支撑。励磁电流通过电刷和集电环引入励磁绕组。电刷装置一般装在端盖上。 对于中小容量的同步发电机，在前端盖装有风扇，使发电机内部通风以利散热，降低发电机的温度。 中小型同步发电机的励磁机有的直接装在同一轴上；也有的装在机座

13、上，而励磁机的轴与同步发电机的轴用传动带连接，前一种结构叫同轴式同步发电机，后一种结构叫背包式同步发电机。无刷电机结构：发电机厂家无刷发电机的结构1、定子结构定子由定子铁芯、定子绕组和机座组成。定子铁芯和定子绕组是发生感应电势和电流的有些，称为电枢。定子铁芯是同步发电机磁路的一个组成有些，为了减小涡流损耗，铁芯通常选用双面都涂有绝缘漆的硅钢片叠压而成。在铁芯上开有均匀分布的槽，以嵌放电枢绕组；定子绕组由高强度聚酯漆包铜线绕制的线圈组成，并按必定的技能需求将线圈嵌入铁芯槽内。在设备三相绕组时应对称嵌放且互差120电气相位角。机座是发电机的支架，用来固定电枢并和前、后两头盖一同支承转子。在机座的一

14、侧都设有出线盒，盒内装有接线板，以便于引出沟通电源。2、转子结构主发电机转子有些主要由转子铁芯、磁极绕组、电机轴、轴承、电扇、沟通励磁机电枢和旋转整流器组成。主发电机转子为凸极转场式，转子铁芯的4个磁极与磁轭为一全体，经冲压而成。在转子磁极铁芯的外表设有阻尼笼（并联运转），带不平衡负载时发电机具有杰出的功能指标，并能减小动态过程中转子绕组上呈现的过电压。转子上带有离心式电扇。转子有些的什物外形。3、沟通励磁机定子励磁机的定子用于发生磁场，铁芯用低碳钢板冲压而成，并具有多个磁极以进步励磁机的疾速功能。励磁机宣布的沟通电经旋转整流器整流后，供应沟通同步发电机励磁。沟通励磁机定子主要由定子铁芯、定子

15、线圈和护壳组成。沟通励磁机定子的什物外形。4、沟通励磁机电枢沟通励磁机电枢的什物外形。励磁机转子为电枢并与主发电机同轴。电枢绕组选用三相星形接法衔接，中性点不引出，但有四根引出线衔接到旋转整流器上（实质上是三根引出线，仅仅其间一相分红两个头引出）。5、旋转整流器旋转整流器固定在励磁机电枢支架上（90kW、120kW发电机放在励磁端盖外部），它共有6个硅整流元件，其间螺栓为阳极的3个元件固定在半圆形导电板上，别的3个螺栓为阴极的元件固定在另一块导电板上。两组元件彼此绝缘，装在一个公共的绝缘圈上，即成硅整流设备。沟通电源来自沟通励磁机电枢，其直流输出线穿过轴中间的深孔与主发电机的转子线圈衔接。专心-专注-专业