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为什么直流电机需要控制器来控制电机速度和输出转矩?

时间:2022-08-08 15:11:05来源:中国传动网

导语:​无刷直流电机也被称为同步直流电机或电子换向电机。这些电机的主要区别在于缺乏换向器,被可以检测和调整转子角度的伺服机构所取代。无刷直流电机坚固、耐用、安全。

  DC电机控制器是一种特殊类型的电气设备,将电能转换为机械能。DC电机利用DC电接收电能,然后将这种能量转换为电机的自动旋转。DC电机几乎无处不在。它们利用电流产生的磁场驱动固定在输出轴上的转子。速度和输出扭矩取决于电机的设计和电气输入。

  DC电机控制器如何工作?

  DC电机的功率和尺寸不同,可用于电动葫芦、电梯、电动汽车和玩具。DC电机由两个基本部分组成:电枢和定子,定子是电机的固定部分,电枢是旋转部分。DC电机除了使用线圈外,还使用定子中的固定磁铁组,电路中的电流流过,从而产生对齐的电磁场。绝缘线的一个或多个线圈绕组包裹在电机的铁芯周围,以集中磁场。绝缘线的绕组连接到旋转电气开关(换向器),继续向线圈绕组施加电流。旋转电气开关允许每个电枢线圈通电,从而产生扭矩或稳定的旋转力。线圈按顺序打开和关闭后,会产生与固定磁体不同区域相互作用的磁场,从而产生扭矩。这些基本工作原理允许DC电机将电能从DC电转换为可用于促进设备的机械能,这些都是通过旋转运动实现的。

  谁发明了直流电机控制器?

  DC电机是一种优秀的电气设备,它以许多不同的方式完全改变了人们的生活,但谁是DC电机的发明者呢?就像所有其他创新一样,许多人通过开发其他设备发挥了作用。托马斯在美国·达文波特(ThomasDavenport)他是第一台电机的发明者。1837年,达文波特是第一个申请可用电机专利的人。然而,达文波特并不是第一个这样制造电机的人,因为欧洲其他发明家早些时候开发了功能更强大的电机。他称赞达文波特为原发明人,因为他提前申请了专利。1834年,雅各比·莫里茨(JacobiMoritz)已经提出了一种比达文波特(Davenport)功率较高的电机(功率是其三倍)。一年后,SibrandusStratingh和ChristopherBecker展示了电机的实际应用。

  直流电机控制器和直流电机控制的类型

  无刷直流电机

太阳集团网址首页  它也被称为同步直流电机或电子换向电机。这些电机的主要区别在于缺乏换向器,被可以检测和调整转子角度的伺服机构所取代。无刷直流电机坚固、耐用、安全。

  有刷直流电机

  这些是最早的DC电机,可以追溯到电机的最初设计。虽然它们在造纸机、起重机和轧机中仍然很受欢迎,但它们最近逐渐消失了。

  并联直流电机

太阳集团网址首页  这是一种刷电机,其励磁绕组与电枢并联。由于并联绕组,它们电流低,并联电机在各种需要恒定扭矩的应用中发现了许多用途。搅拌机、输送带和起重机最依赖它们。

  串联直流电机

  这些是最终的品种。串联励磁绕组将其与并联电机区分开来,这意味着电枢电流确实会通过励磁绕组产生更快的速度。串联直流电机是高启动扭矩任务的理想选择。

  当涉及到直流电机控制时,以下是最常用的方法:

  方向控制器:H桥

  H桥梁电路是控制DC电机最简单的方法之一。在这种电机中可以找到四个成对控制开关。当两对中的任何一对关闭时,它们立即完成电路,然后为电机供电。H桥也可以控制速度。

  速度控制器:脉宽调制(PWM)

  PWM电路通过模拟电源的增减来改变电机的速度,PWM易于应用,成本低,是连续控制电机速度的一个方面。这些控制器通过向电机发送周期性脉冲来工作。当使用常规脉冲的线圈电感带来一定的约束光滑效果时,电机就像由高压或低压供电。

  电枢控制器:可变电阻

  这是另一种影响直流电机速度的方法,通过电枢或励磁线圈进入的电流会发生变化。当线圈电流发生变化时,输出轴的速度也会发生变化,可变电阻器可以改变电流,从而提高速度。

  购买直流电机时需要了解的内容

太阳集团网址首页  在购买DC电机之前,我们需要考虑一些基本事项。以下是一些关键因素:能量越高,扭矩越大,能量使净电流保持单向流动,并检查使用说明书中推荐的DC电机的拉力。电流为电机提供动力,过多的电流是危险的,因为它会损坏电机。在使用DC电机控制器之前,请确保您已经知道其工作电流和阻塞电流。速度在电机方面有点复杂,电机在高速下有效运行,但如果需要齿轮传动,则无法实现这一点,增加齿轮不会限制电机的效率。因此,还需要考虑降低扭矩和速度。

  为什么选择直流电机?

  当你可以选择使用交流电机时,强烈建议使用直流电机作为首选。与交流电机相比,直流电机具有一定的优势。例如,当需要驱动高惯性负载的高启动扭矩时,它们是优秀的。与交流电机不同,它们很容易控制直流电机的速度。

  当DC电机需要从低压DC电源(如太阳能电池板或电池)供电时,它们也是理想的选择。如果快速逆转方向,您会发现DC电机非常适合使用。与交流电机不同,DC电机可以轻松快速地启动和停止。

  DC电机控制器的应用领域

太阳集团网址首页  现在市场上有各种各样的DC电机,我们广泛使用它们,在家里,DC电机可以用于玩具、工具和其他家用电器。在工业领域,他们的需求包括从跨转盘运行到传送带和逆转。DC电机根据其优异的运动响应性和易于变速的特点为泵提供动力。由于其节能机制,它们是风扇的首选。DC电机玩具有多种电压,因此需要不同类型的运动和速度。电动车辆的DC电机是首选,因为它们具有耐久性和能效性。电动自行车的后轮和前轮都配备了DC电机,以达到所需的功率水平和扭矩。

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