柴油發(fā)電機組中的交流工頻發(fā)電機安裝其工作原理,分為有刷電機和無刷電機,電機在帶負荷的時候,有刷電機和無刷電機有明顯的區(qū)別,本文簡單介紹一下有刷電機和無刷電機的區(qū)別。
一、有刷電機:
有刷電機是大家.早接觸的一類電機,例如很多電動小玩具,或者很多家用的吹風機里面的電機都是有刷電機。有刷電機的主要結(jié)構(gòu)就是定子,轉(zhuǎn)子,電刷,通過旋轉(zhuǎn)磁場獲得轉(zhuǎn)動力矩,從而輸出動能。電刷與換向器不斷接觸摩擦,在轉(zhuǎn)動中起到導電和換相作用。
在有刷電機中,這個過程是將各組線圈的兩個電源輸入端,依次排成一個環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個像圓柱體的東西,與電機軸連成一體,電源通過兩個碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點,給一組線圈通電。
隨著電機轉(zhuǎn)動,不同時刻給不同線圈或同一個線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與.靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。碳電極在線圈接線頭上滑動,像刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動,會摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設備。
二、無刷電機:
無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成,是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷電機的轉(zhuǎn)子是永磁磁鋼,連同外殼一起和輸出軸相連,定子是繞組線圈,去掉了有刷電機用來交替變換電磁場的換向電刷,故稱之為無刷電機(Brushless motor),依靠改變輸入到無刷電機定子線圈上的電流波交變頻率和波形,在繞組線圈周圍形成一個繞電機幾何軸心旋轉(zhuǎn)的磁場,這個磁場驅(qū)動轉(zhuǎn)子上的永磁磁鋼轉(zhuǎn)動,電機就轉(zhuǎn)起來了,電機的性能和磁鋼數(shù)量、磁鋼磁通強度、電機輸入電壓大小等因素有關(guān),更與無刷電機的控制性能有很大關(guān)系,因為輸入的是直流電,電流需要電子調(diào)速器將其變成3相交流電,還需要從遙控器接收機那里接收控制信號,控制電機的轉(zhuǎn)速,以滿足模型使用需要。
無刷電機采取電子換向,線圈不動,磁極旋轉(zhuǎn)。無刷電機轉(zhuǎn)子的位置確定可以通過霍爾元件,編碼器或者其他,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,適時切換線圈中電流的方向,**產(chǎn)生正確方向的磁力,來驅(qū)動電機。這些電路,就是電機控制器。無刷電機的控制器,還可以實現(xiàn)一些有刷電機不能實現(xiàn)的功能,比如調(diào)整電源切換角,制動電機,使電機反轉(zhuǎn),鎖住電機,利用剎車信號,停止給電機供電。現(xiàn)在電瓶車的電子報警鎖,就充分利用了這些功能。
由于無刷直流電動機是以自控式運行的,所以不會像變頻調(diào)速下重載啟動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動繞組,也不會在負載突變時產(chǎn)生振蕩和失步。
三、有刷電機與無刷電機區(qū)別:
1.適用范圍:
有刷電機:通常動力設備使用的都是有刷電機,如吹風機、工廠的電動機、家用的抽油煙機等等、,但是由于碳刷的磨損,需要定期進行更換電刷,因此有刷電機使用壽命。
無刷電機:通常被使用在控制要求比較高,轉(zhuǎn)速比較高的設備上,如航模,精密儀器儀表等對電機轉(zhuǎn)速控制嚴格,轉(zhuǎn)速達到很高的設備上。
2.控制方式:
有刷電機:碳電極在線圈接線頭上滑動,線圈產(chǎn)生磁場的N-S極與.靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個適合的角度差,磁場異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動電機轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)供電電壓的大小直接控制轉(zhuǎn)速,因此比較簡單。
無刷電機:無刷電機通過霍爾元件,編碼器或者其他,感知永磁體磁極的位置,根據(jù)這種感知,適時切換線圈中電流的方向,**產(chǎn)生正確方向的磁力,來驅(qū)動電機。一般通過的供電電源的電壓不變,改變電調(diào)的控制信號,通過微處理器再改變大功率MOS管的開關(guān)速率,來實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。
3、啟動比較:
有刷電機:電機響應速度快,起動扭矩大,速度從零到.大幾乎感覺不到振動,起動時可帶動更大的負荷。
無刷電機:起動電阻大(抗),所以功率因素小,數(shù)字變頻控制,直流變成交流,通過頻率變化控制轉(zhuǎn)速,所以無刷電機在起動和制動時運行不平穩(wěn),起動扭矩相對較小,起動時有嗡嗡聲,并伴隨著強烈震動,起動時帶動負荷較小,振動大,只有在速度恒定時才會平穩(wěn)。
4、直流有刷電機控制精度高
直流有刷電機通常和減速箱、譯碼器一起使用,使的電機的輸出功率更大,控制精度更高,控制精度可以達到0.01毫米,幾乎可以讓運動部件停在任何想要的地方。所有精密機床都是采用直流電機控制精度。無刷電機由于在啟動和制動時不平穩(wěn),所以運動部件每次都會停到不同的位置上,必須通過定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。
3、節(jié)能方面:
無刷電機根據(jù)轉(zhuǎn)子位置的實際情況,適時切換線圈中電流的方向,即使在不同的負載下,也可以**時刻產(chǎn)生.大的扭矩。而有刷電機的換相由于只能有電刷決定,而且存在摩擦損耗,因此相對而言,無刷電機采用變頻技術(shù)控制的會比有刷電機節(jié)能很多,.典型的就是變頻空調(diào)和冰箱。
4、日后維修方面:
碳刷電機需要更換碳刷,如果更換不及時會造成電機的損壞,而無刷電機,使用壽命很長,通常是有刷電機的10倍以上,但是壞了就需要更換電機,但日常維護基本不需要。
5、無電刷、低干擾:
無刷電機去除了電刷,.直接的變化就是沒有了有刷電機運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。
6、噪音低,運轉(zhuǎn)順暢:
無刷電機沒有了電刷,運轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小,運行順暢,噪音會低許多,這個優(yōu)點對于模型運行穩(wěn)定性是一個巨大的支持。
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