电机学作业-无刷电机和有刷电机.ppt

直流有刷电机和直流无刷电机 ——差异与应用领域 直流有刷电机和直流无刷电机差异与应用领域 （一）工作原理 （二）结构区别 （三）调速方式的区别 （四）性能比较 （五）应用领域比较 （一）工作原理--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，得到类似直流电机特性又没有直流电机机构上缺失的一种应用。无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的， 有刷电机的工作原理 有刷电机采用机械换向，磁极不动，线圈旋转。电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷，转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转带动负载。以一个三电极、二磁极内转子有刷电机为例。 （二）结构区别 从电机结构来看，最大的区别是无刷电机没有整流子及电刷，而有刷电机有。接下来就看一下当有刷电机转动起来时，整流子及电刷这两个部件是怎样工作的。 整流子及电刷的作用 观察分析后，很容易发现它们主要有两个作用。 逆变：在整流子的旋转过程中，它与电刷配合构成了数个开关，把直流电切换成几组有序的电脉冲序列，完成了DC转AC的过程，这就是逆变； 变频：既是改变开关地切换速率，切换速率越高频率就越高，反之亦然。有刷马频率的变换是随电机转速的变换而变换的。 无刷电机与之相对应的部件是无刷电调。无刷电调里的微处理芯片发出控制信号，控制大功率MOS开关管导通、关闭的速率来完成逆变及变频。 二者区别：一个是采用机械的方式；一个是采用电子的方式。 （三）调速方式的区别 1.有刷电机调速过程是调整电机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.无刷电机调速过程是电机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。 总的来说，无刷电机加无刷电调相当于改善了整流子及电刷功能的电机；有刷电机去掉整流子及电刷后相当于无刷电机。 （四）无刷与有刷电机性能比较 1.有刷电机结构简单、开发时间久、技术成熟 2.直流有刷电机响应速度快，起动扭矩大,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 4，直流有刷电机控制精度高 5，直流有刷电机噪音低 6，直流有刷电机使用成本低，维修方便。 （五）无刷与有刷电机应用领域比较 由于有刷电机起动扭矩大，振动小，噪音低，控制精度高，运行平稳，更适合用在频繁起动的设备上，无刷电机更适合安装在不需要频繁启动、制动的设备上，设备达到额定功率能够长期平稳运行，主要有汽车车轮驱动，汽车空调，变频式空调，精密电子设备和器械等。 * * * *