最常见的两种类型的直流电动机是无刷和有刷电动机。
1.有刷电机
电刷电机是最简单和最经常使用的电机,特别是对于 基本的工业设备和低预算的应用。
有刷电机确实有一些优点:
很容易控制
低端扭矩非常好
价格低廉
根据应用的不同,存在四种类型的有刷电机。
串联励磁电动机 :
在这种类型的电机中,定子与转子串联,通过改变电源电压来控制速度。
然而,这种速度控制相当差:一旦发动机的扭矩增加,速度就会下降。
这种类型的电机在需要高启动扭矩的应用中很有用,如汽车或起重机。
并联励磁电机 :
在这种类型的电机中,定子与转子并联,随着电机电流的增加,可以获得更高的扭矩而不降低速度。
这种类型的电机适用于具有恒定速度的应用,如吸尘器或输送机。
复合励磁电机 :
这种类型的电机结合了串联励磁和并联励磁电机的结构。
因此,它提供了一个高启动扭矩和更高的速度变化。
是旋转压力机、升降机、行李传送带、离心泵或压缩机的完美选择。
永磁电机 :
这种类型的电机包含一个永久磁铁,可以实现低扭矩。
电机与需要精确控制的应用有关,如机器人或伺服系统。
然而,所有有刷电机都有明显的缺点。
电机的效率比无刷电机低(75-80%,而无刷电机为85-90%)。
使用寿命很短,因为电刷由于经常摩擦,随着时间的推移磨损得更快(根据应用频率、功率、速度、振动等因素,服务时间在1000到10000小时之间)。
电刷和换向器的电弧会产生电磁噪音,可能导致火灾。
同样,由于摩擦产生火花的风险使其在爆炸性环境中的使用不可取。
由于刷子的加热,速度通常受到限制。
由石墨制成的刷子产生的灰尘可能会损坏其他设备,特别是光学设备。
电机需要被润滑,这使得它们无法在吸尘器中使用。
2. 无刷电机
无刷电机克服了有刷电机的一些弱点,特别是有刷的存在。 但这类发动机也有其他优点:
可以在更高的速度下运行(高达100,000rpm,而有刷电机为20,000rpm)。
有更长的使用寿命(超过10,000小时的运行)。
更加可靠和高效。
除了轴承之外没有其他易损件,这就减少了维护。
这类电机能够在非常高的速度下运行,使其特别适用于 研磨机、风扇或锯子。
无刷电机总是配备一个编码器,一个允许电子开关和确定转子位置的传感器。 因此,这类电机是以下情况的理想选择伺服电机用于精密应用。
然而,也有一些缺点:
最初的成本很高,因为需要集成一个专门的开关设备(控制器)。
在驱动应用中通常还需要一个齿轮箱。