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贝博体育艾弗森代言:有刷无刷、永磁同步、步进、空心杯电机通通拆开看看有什么不同?
发布时间:2023-03-16 01:57:58   来源:贝博体育艾弗森代言

  电机原本品种就多,命名也比较紊乱,怎样了解各种电机之间的差异?下面这些电机,看了是不是有点儿头大,每种都能弄个理解吗?

  比方:沟通异步,永磁同步,沟通感应,磁阻电机,反应式步进,永磁式步进,混合式步进,空心杯,直流有刷,BLDC,PMSM,伺服电机,两相步进,三相步进。

  不过弄不理解也没联系,咱们这篇文章的意图是期望咱们看完后也不要再纠结这些,而是对电机工作的实质有个更深化的了解。

  电机的把戏再多,终究都要归到基本原理,即磁铁的异极相吸,同极相斥。如下图,中心圆形的磁铁和边上方形的磁铁,处于这样的方位时,处于一个不平衡的状况,中心圆形磁铁的 S 极,遭到方形磁铁 N 极的招引,N 极遭到方形磁铁 N 极的排挤,然后逆时针滚动,直到 S 极和 N 极挨近后停止。

  假如咱们把方形磁铁沿虚线平转一圈,那么圆形磁铁也会跟着转一圈。电机的要害,便是怎么发生两个相互招引的部分,在招引力的效果下发生滚动,滚动的部分咱们称之为转子,转子靠招引滚动后会到达平衡,假如想要转子接连滚动,就需要在一个新方位对它发生招引。

  还有别的一种电机,不是靠磁极之间的招引,而是凭仗另一个特性,即磁力线总是经过磁阻最小的途径。就像电流总是寻觅最小的电阻通路。如下图右侧所示,转子长轴与磁力线在一个方向上,在这种状况下磁力线所受磁阻最小。假如像左图中的姿态,转子滚动一个视点,磁力线的途径将会变长,磁阻变大了。这时磁力线会对转子发生扭矩,推进它回到本来磁阻最小的方位。

  电机不滚动的部分叫定子,滚动的部分叫转子。转子在内,定子在外的叫内转子,也能够反过来转子在外部,中心部分做定子。定子和转子的磁场都能够由电流经过励磁线圈发生,也能够一个由电流发生,另一个用永磁体。

  咱们再聊一下同步和异步。使用前史比较长的一种电机是沟通感应电动机。三相沟通电在这种电机的定子中励磁,组成的磁场是一个以沟通电频率改变的旋转磁场,在停止状况下的鼠笼转子开端切开磁力线而构成电流,电流反过来发生磁场,与定子磁场相互效果而开端滚动。可是转子的速度总会落后于定子中磁场的旋转速度,由于一旦两者速度相同,定子就不再切开磁力线,也就失去了动力。转子和定子总存在必定速度差,不是同步滚动,所以称作异步电动机。

  假如转子用永磁体,或用励磁电流发生磁场,那么它能够跟从定子磁场的旋转一同滚动,称为同步电机。现在使用较多的永磁同步电机 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)即为一种同步电机。留意这儿同步不是指转子的转速和定子磁场旋转速度同步,由于转子转速和它有几对磁极有联系。假如是一对磁极,那么转子的转速与定子磁场旋转速度持平。假如定子有两对磁极,那么它的转速是定子磁场旋转速度的一半。

  在嵌入式范畴,用的大多数都是直流电机。咱们拆解一些常用的来点直观的感触。

  直流有刷电机,Brushed DC Motor。定子是永磁铁,转子是线圈,通电后线圈在磁场效果下滚动,当转过必定视点后,通电的电极发生切换,转子在新的通电线圈效果力下持续滚动。它的操控十分简略,通上直流电就转,通电极性交换后,滚动方向也回转,转速随电压巨细改变。

  鄙人图中咱们会看到一个叫碳刷的东西,它一端接在电源正负极,另一端压在换向器上。换向器跟着转子滚动,完结通电线圈的切换。碳刷的缺陷便是会发生噪声,火花,有磨损,寿命短。所以现在的趋势是用电子换相替代这种机械换相,也便是无刷电机 BLDC(Brushless DC Motor)。

  再看一个电极数比较多的直流电机,这是咱们在另一篇讲豆浆机的原理的文章中提到过的电机,尽管豆浆机是 220 沟通供电,但里边用的这个电机却是直流电机。220V 沟通经过整流后变为直流电,直接经过碳刷加到电机的线圈上,它的电极数多,所以扭矩也大。

  空心杯电机,它归于直流有刷电机。它的转子没有铁芯,所以滚动惯量小,呼应快。它的体积能够做的很小,广泛用于飞行器,调焦,仪器仪表等。下图是个 716 空心杯,即直径 7mm,长度 16mm。

  步进电机,下图为一个两相混合步进电机。能够看到一共有 8 个绕组,分为 A,B 两相,1 3 5 7 为一相,2 4 6 8 为一相。定子和转子上均匀分布这许多小齿,他便是靠 A B 相通电时,定子和转子上不同极性的小齿交织对齐,驱动转子滚动。它的操控也很简略,A B 相替换通电脉冲,就能够一步一步驱动转子滚动,步进角为 1.8°。

  一般咱们约定俗成,把用霍尔传感器测定转子方位,反电动势为梯形波,用六步换相操控的电机叫直流无刷。把用编码器测转子方位,反电动势为正弦波,用矢量操控(FOC)的电机叫永磁同步。其实许多 BLDC 的反电动势也不是规范的方波,而是挨近正弦波,也能够用矢量操控。相同的,永磁同步也能够用六步换相操控。并且永磁同步也是用直流供电,必定也是无刷的。

  选用矢量操控的永磁同步电机转矩脉动很小,滚动平稳,在低速下也能输出大力矩。而直流无刷电机操控简略,本钱更低。下图为一个带有磁编码器的永磁同步电机。更高端一些的电机大多选用光电编码器,能够以更高的精度输出转子的方位,然后操控器能够更准确的操控转子的滚动。

  伺服(Servo)电机,其实很难说哪种电机是或不是伺服电机。伺服自身是指一种体系,它能够依据输入,准确快速地操控转子的方位,转速等。下面这种电机,带光电编码盘,并且集成了电机的驱动操控器,从外面只需经过给脉冲电平信号就能操控它的运转。


产品资料
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  • 感应马达2IK6GN-C/2GN100K
    2021-02-02点击下载
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