1. Класифікація двигунів постійного струму
1. Безщітковий двигун постійного струму:
Безщітковий двигун постійного струму замінює статор і ротор звичайного двигуна постійного струму.Його ротор є постійним магнітом для створення потоку повітряного зазору: статор є якорем і складається з багатофазних обмоток.За структурою він схожий на синхронний двигун з постійними магнітами.Конструкція статора безщіткового двигуна постійного струму така ж, як у звичайного синхронного або асинхронного двигуна. Багатофазні обмотки (трифазна, чотирифазна, п'ятифазна та ін.) вбудовані в залізний сердечник. Обмотки можуть бути з’єднані зіркою або трикутником і з’єднані з силовими трубками інвертора для розумної комутації.Ротор здебільшого використовує рідкоземельні матеріали з високою коерцитивною силою та високою щільністю залишкової намагніченості, такі як самарій-кобальт або неодим-залізо-бор. Завдяки різному положенню магнітних матеріалів у магнітних полюсах їх можна розділити на поверхневі магнітні полюси, вбудовані магнітні полюси та кільцеві магнітні полюси.Оскільки корпус двигуна є двигуном з постійним магнітом, прийнято називати безщітковий двигун постійного струму, який також називають безщітковим двигуном постійного струму з постійним магнітом.
Безщіточні двигуни постійного струму розроблені в останні роки з розвитком мікропроцесорної технології та застосуванням нової силової електроніки.пристроїв з високою частотою перемикання та низьким енергоспоживанням, а також оптимізація методів керування та поява недорогих матеріалів високого рівня постійного магніту. Розроблено новий тип двигуна постійного струму.
Безщіточні двигуни постійного струму не тільки зберігають хороші характеристики регулювання швидкості традиційних двигунів постійного струму, але також мають переваги відсутності ковзного контакту та комутаційних іскор, високої надійності, тривалого терміну служби та низького рівня шуму, тому вони широко використовуються в аерокосмічній галузі, верстатах з ЧПК , роботи, електричні транспортні засоби тощо, широко використовуються комп’ютерна периферія та побутова техніка.
Відповідно до різних методів живлення безщіточні двигуни постійного струму можна розділити на дві категорії: безщіточні двигуни постійного струму з прямокутною хвилею, у яких хвиля зворотної ЕРС і струму живлення є прямокутними хвилями, також відомі як синхронні двигуни з постійними магнітами прямокутної хвилі; Щітковий двигун постійного струму, форма хвилі зворотної ЕРС і струму живлення є синусоїдальними.
2. Матовий двигун постійного струму
(1) Двигун постійного струму з постійним магнітом
Відділ двигунів постійного струму з постійними магнітами: двигун постійного струму з рідкісноземельними постійними магнітами, двигун постійного струму з феритовим постійним магнітом і двигун постійного струму з постійним магнітом Alnico.
① Двигун постійного струму з рідкісноземельними магнітами: малий розмір і краща продуктивність, але дорогий, в основному використовується в аерокосмічній галузі, комп’ютерах, свердловинних інструментах тощо.
② Двигун постійного струму з феритовим постійним магнітом: Корпус магнітного полюса, виготовлений із феритового матеріалу, є дешевим і має хорошу продуктивність і широко використовується в побутовій техніці, автомобілях, іграшках, електроінструментах та інших сферах.
③ Двигун постійного струму з постійним магнітом Alnico: йому потрібно споживати багато дорогоцінних металів, і ціна висока, але він добре адаптується до високих температур. Він використовується в тих випадках, коли температура навколишнього середовища висока або потрібна температурна стабільність двигуна.
(2) Електромагнітний двигун постійного струму.
Електромагнітний двигун постійного струму: двигун постійного струму з послідовним збудженням, двигун постійного струму з шунтовим збудженням, двигун постійного струму з окремим збудженням і двигун постійного струму з комбінованим збудженням.
① Двигун постійного струму з послідовним збудженням: струм з’єднаний послідовно, шунтований, а обмотка збудження з’єднана послідовно з якорем, тому магнітне поле в цьому двигуні значно змінюється зі зміною струму якоря.Щоб не викликати великих втрат і падіння напруги в обмотці збудження, чим менше опір обмотки збудження, тим краще, тому двигун збудження серії постійного струму зазвичай намотується товстішим дротом і менше його число витків.
② Двигун постійного струму з шунтовим збудженням: обмотка збудження двигуна постійного струму з шунтовим збудженням з’єднана паралельно з обмоткою якоря. Як шунтовий генератор, напруга на клемах самого двигуна подає живлення на обмотку збудження; як шунтовий двигун, обмотка збудження має одне і те ж джерело живленняз якорем, він такий самий, як двигун постійного струму з окремим збудженням з точки зору продуктивності.
③ Двигун постійного струму з окремим збудженням: обмотка збудження не має електричного зв’язку з якорем, а ланцюг поля живиться від іншого джерела живлення постійного струму.Тому на струм поля не впливає напруга клеми якоря або струм якоря.
④ Двигун постійного струму з комбінованим збудженням: Двигун постійного струму з комбінованим збудженням має дві обмотки збудження: шунтове збудження та послідовне збудження. Якщо магніторушійна сила, створена послідовною обмоткою збудження, має той самий напрямок, що й магніторушійна сила, створена шунтовою обмоткою збудження, це називається складним збудженням.Якщо напрямки двох магніторушійних сил протилежні, це називається диференціальним складним збудженням.
2. Принцип роботи двигуна постійного струму
Усередині двигуна постійного струму закріплено постійний магніт у формі кільця, і струм проходить через котушку на роторі, створюючи силу Ампера. Коли котушка на роторі розташована паралельно магнітному полю, напрямок магнітного поля буде змінюватися, коли воно продовжує обертатися, тому щітка на кінці ротора перемикатиметься. Пластини по черзі стикаються, так що напрямок струм на котушці також змінюється, а напрям генерованої сили Лоренца залишається незмінним, тому двигун може продовжувати обертатися в одному напрямку
Принцип роботи генератора постійного струму полягає в перетворенні електрорушійної сили змінного струму, індукованої в котушці якоря, в електрорушійну силу постійного струму, коли вона витягується з кінця щітки комутатором і комутаційний ефект щітки.
Напрям індукованої електрорушійної сили визначається за правилом правої руки (сила магнітного поля вказує на долоню, великий палець — на напрямок руху провідника, а напрямок інших чотирьох пальців — напрямок індукованої електрорушійної сили в провіднику).
Напрямок сили, що діє на провідник, визначається за правилом лівої руки.Ця пара електромагнітних сил утворює крутний момент, що діє на якір. Цей обертовий момент називається електромагнітним моментом обертової електричної машини. Напрямок крутного моменту проти годинникової стрілки, намагаючись змусити арматуру обертатися проти годинникової стрілки.Якщо цей електромагнітний крутний момент може подолати крутний момент опору на якорі (наприклад, крутний момент опору, викликаний тертям та іншими моментами навантаження), якір може обертатися проти годинникової стрілки.
Час публікації: 18 березня 2023 р