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传统(有刷)直流电机和无刷直流电机

时间:2018-11-18   来源:vr赛车电子  编辑:热敏电阻厂家  浏览:

  永磁体(PMDC)有刷直流电动机通常比其等效绕线定子型直流电动机同类物体小得多并且便宜,因为它们没有励磁绕组。在永磁直流(PMDC)电动机中,这些励磁线圈被强稀土(即Samarium Cobolt或钕铁硼)型磁体取代,这些磁体具有非常高的磁场。

  永磁体的使用使得直流电动机比等效的绕线电动机具有更好的线性速度/转矩特性,因为它具有永久性且有时非常强的磁场,使得它们更适合用于模型,机器人和伺服系统。

  虽然直流有刷电机非常有效且便宜,但有刷直流电机的问题是在换向器和碳刷的两个表面之间的重负载条件下发生火花,导致自发热,寿命短和由于火花引起的电噪声这会损坏任何半导体开关器件,如MOSFET或晶体管。为了克服这些缺点,开发了无刷直流电动机。

  “无刷”直流电动机

  无刷直流电机(BDCM)与永磁直流电机非常相似,但由于换向器火花,没有任何电刷可以更换或磨损。因此,转子中产生的热量很少,从而增加了电动机的寿命。无刷电机的设计通过使用更复杂的驱动电路消除了对电刷的需求,转子磁场是永磁体,其始终与定子磁场同步,允许更精确的速度和转矩控制。

  然后,无刷直流电动机的结构与交流电动机非常相似,使其成为真正的同步电动机,但缺点是它比同等的“刷式”电动机设计更昂贵。

  无刷直流电动机的控制与普通有刷直流电动机的控制非常不同,因为这种类型的电动机包含一些装置来检测产生控制半导体开关所需的反馈信号所需的转子角位置(或磁极)。设备。最常见的位置/极传感器是“霍尔效应传感器”,但有些电机也使用光学传感器。

  使用霍尔效应传感器,电磁铁的极性由电机控制驱动电路切换。然后,电机可以轻松地与数字时钟信号同步,从而提供精确的速度控制。无刷直流电动机可以构造成具有外部永磁转子和内部电磁铁定子或内部永磁转子和外部电磁铁定子。

  无刷直流电机与其“拉丝”表兄相比的优点是更高的效率,高可靠性,低电噪声,良好的速度控制,更重要的是,没有电刷或换向器磨损产生更高的速度。然而,它们的缺点是它们更昂贵并且控制更复杂。

  直流伺服电机

  直流伺服电机用于闭环型应用,输出电机轴的位置反馈到电机控制电路。典型的位置“反馈”设备包括旋转变压器,编码器和电位计,用于无线电控制模型,如飞机和船只等。

  伺服电动机通常包括用于减速的内置齿轮箱,并且能够直接提供高扭矩。由于安装了变速箱和反馈装置,伺服电机的输出轴不会像直流电机的轴那样自由旋转。

  直流伺服电机方框图

  

 

  伺服电机由直流电机,减速齿轮箱,位置反馈装置和某种形式的误差校正组成。相对于施加到设备的位置输入信号或参考信号来控制速度或位置。

  

RC伺服电机

 

  误差检测放大器查看此输入信号并将其与电机输出轴的反馈信号进行比较,并确定电机输出轴是否处于错误状态,如果是,控制器会进行适当的修正,以加速电机或减速它失败了。对位置反馈装置的这种响应意味着伺服电动机在“闭环系统”内运行。

  除了大型工业应用,伺服电机还用于小型遥控模型和机器人,大多数伺服电机能够在两个方向上旋转约180度,使其成为精确角度定位的理想选择。然而,这些RC型伺服电机不能像传统的直流电动机那样高速连续旋转,除非经过特殊修改。

  伺服电机由一个封装中的多个设备组成,电机,变速箱,反馈装置和用于控制位置,方向或速度的误差校正。它们广泛用于机器人和小型模型,因为它们只需使用三根电线即电源,接地和信号控制即可轻松控制。



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