[直流馬達]什么是DC刷電機

DC電機是一個運動部件，它以直流電(或一些操縱直流電的形式)的形式獲得電能，并將其轉換成機械旋轉能。電機利用電流產生的磁場刺激固定在輸出軸上的轉子旋轉。輸出扭矩和速度取決于電氣輸入和電機設計。直流(DC)電機是一種將電能轉化為機械能的電機。根據當今行業最常見的命名慣例，DC電機有三種類型：DC電刷電機、DC永磁電機和DC通用電機。許多大型DC電機仍然使用電刷和繞線電機，但永磁電機在18馬力以下的應用中占主導地位。

什么是DC刷電機，有哪些類型？

一些工程師稱DC刷電機為繞線式電機，因為它是一個纏繞并涂有油漆的銅線圈，可以產生電磁場。無論用什么術語，都有永磁、分流、串聯和復合繞線DC電機。

除了前者，都使用兩種電流：

1.電流通過電樞(轉子)繞組(用于輸出機械旋轉)與定子磁場相互作用；

2.通過定子繞組的電流使磁場成為一個問題。

相比之下，永磁刷DC電機使用：

1.電流通過電樞(轉子)繞組(用于輸出機械旋轉)與定子磁場相互作用；

2.定子上的永磁體使磁場成為一個問題。

復合繞組電機的電樞和勵磁線圈包括串聯繞組和并聯繞組。

無論設置如何，DC有刷電機都有換向器和電刷觸點，可以將電流傳輸到旋轉轉子的銅線繞組。設計人員可以通過改變轉子電壓(及其電流)或通過調節勵磁繞組電流來改變轉子和定子之間的磁通量來控制速度。轉子換向器片的電刷方向機械地控制相位換向。

事實上，DC無刷電機讓設計人員控制勵磁和轉子繞組的方式意味著它們適用于需要簡單且經濟高效的扭矩和速度控制的應用。

DC系列電機

如上所述，串聯電機中的電樞(轉子)和勵磁線圈串聯連接。這意味著整個電樞(轉子)電流被轉移到勵磁繞組。因此，這些電機只需要一個輸入電壓。增加電樞(轉子)電流會導致勵磁電流增加。當轉子電流通過零點并反轉時，勵磁電流崩潰。

電機停止時轉矩最高，因為電樞(轉子)靜止時不產生反電動勢。在空載的情況下，電機會加速到危險速度。相反，增加的負載會降低電機速度，增加扭矩來轉動負載。

串聯電機不能很好地調節速度，因為速度控制取決于電源電壓的調節。但是它們很便宜，可以驅動需要高啟動扭矩的設計。例如，設計師在低功率和大功率汽車機構中使用系列電機、電動工具、玩具、縫紉機和其他消費品以及固定和變速工業牽引驅動。設計人員可以通過反轉勵磁或電樞(轉子)繞組連接來反轉串聯電機。

平行DC馬達

如上所述，并聯繞組電機中的電樞和勵磁線圈并聯連接，因此勵磁電流與電機上的負載成比例。可變電壓輸入允許速度調節。為并聯電機提供固定電壓，使其以恒定速度運行。然后，增加的電機電流被提供給并聯電機以增加轉矩，而不會顯著減慢。在并聯電機中，勵磁(定子)繞組和電樞(轉子)繞組并聯。

使用這些電機，一種稱為磁場減弱的技術可以控制速度，而不必迫使控制器改變輸入電壓。勵磁繞組變阻器降低勵磁(定子)電流，從而降低電樞和磁場之間的磁通量。速度與磁通量成反比，從而使電機加速。需要注意的是，轉矩與磁通量成正比，所以加速度會隨著轉矩輸出的減小而增大。

在弱磁場的設定下，當負載增大時，穩定繞組可以防止加速。唯一的問題是反向應用需要反轉繞組來反轉電樞(轉子)電壓。這需要扭轉接觸器。因此，對于反向運動，有時制造商只設計穩定性更高的并聯電機，并省略穩定繞組。

反轉平行繞組電機在轉子繞組或磁場上的連接會反轉電機的旋轉方向；當轉子電流反向時，自激保持磁場，這意味著電機可以再生制動。

復合纏繞電機

獨立勵磁電機(有時稱為復合繞組電機)是DC有刷電機，其磁場(定子)和電樞(轉子)獨立供電，以便更好地控制電機輸出。任何繞組上的輸入電壓都可以控制電機的輸出速度和扭矩。大多數制造商生產帶有串聯和并聯勵磁(轉子)繞組的復合繞組電機。兩個繞組的方向、強度和方向決定了電機的速度。

復合纏繞電機適用于汽車或火車牽引應用。