許多工程師認(rèn)為低壓直流電機(jī)是他們在工具和設(shè)備中要找到的東西。傳統(tǒng)的直流電動機(jī),其中繞組纏繞在上,磁鐵位于外殼上。這通常是我們在學(xué)校的科學(xué)課中引入的第一種電機(jī)。
直流電機(jī)用于數(shù)百萬個(gè)驅(qū)動系統(tǒng); 為許多商業(yè)應(yīng)用提供低成本解決方案,為從玩具到汽車后視鏡等各種應(yīng)用提供動力,告訴我們,它們制造便宜并且大批量生產(chǎn)。
也許在小型直流電機(jī)上使用的鮮為人知的技術(shù)是無轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。這些電機(jī)可以在許多需要高速伺服性能的設(shè)備中找到,例如機(jī)器人、X射線驅(qū)動器、 假肢、實(shí)驗(yàn)室分析設(shè)備、 熱成像、雷達(dá)驅(qū)動器和高端記錄平臺。使用直流電機(jī)的應(yīng)用受益于高動態(tài)驅(qū)動,線性速度和轉(zhuǎn)矩控制,具有高功率尺寸比(緊湊尺寸)。
該設(shè)計(jì)基于無芯或無鐵繞組,體位于繞組下方,電機(jī)的外殼為磁回路,這使得設(shè)計(jì)非常緊湊。較小的直流電機(jī)的換向器和電刷由貴金屬制成,如銀,金,鉑或鈀。它們具有低摩擦力并且?guī)缀醪划a(chǎn)生磁干擾。電機(jī)的啟動電壓非常低,而對于大型電機(jī),它們往往采用銅 - 石墨換向系統(tǒng),可以處理更高的電流。這種電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒有磁場可以分解,它們的慣性很低。與傳統(tǒng)的電機(jī)相比,這些因素帶來了一些明顯的優(yōu)勢。即使在低速時(shí)也沒有齒槽轉(zhuǎn)矩和平穩(wěn)旋轉(zhuǎn),低振動和低噪音操作。
線性速度/轉(zhuǎn)矩特性使直流電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩易于控制,電動機(jī)線圈和定子的磁場不受磁場中飽和效應(yīng)的影響。許多無轉(zhuǎn)子電機(jī)使用稀土磁鐵來最大化性能和尺寸,電機(jī)繞組具有非常低的慣性,電機(jī)可以在幾毫秒內(nèi)加速和減速到全速,提供非常高的速度性能。
由于轉(zhuǎn)子中沒有鐵,直流電機(jī)具有低的繞組電感,因此與傳統(tǒng)電機(jī)相比,電刷和換向器之間的火花水平較低。電弧通常會產(chǎn)生電腐蝕并縮短直流電機(jī)的使用壽命,因此直流電機(jī)可以比傳統(tǒng)的繞線電機(jī)長許多倍。
總而言之,直流電機(jī)在性能方面優(yōu)越,因?yàn)樗鼈兛梢栽诜浅5偷乃俣认逻\(yùn)行,因?yàn)闆]有齒槽轉(zhuǎn)矩,提供低慣性,允許高加速率。考慮到直流電機(jī)適用于更苛刻的應(yīng)用,無鐵電機(jī)具有更高的動態(tài)性能,更高的功率重量比和更長的壽命,比更熟悉的傳統(tǒng)直流電機(jī)。直流電機(jī)的效率和使用壽命是一個(gè)關(guān)鍵賣點(diǎn),但每種應(yīng)用都應(yīng)有所不同,所選電機(jī)必須符合要求。