DC电机是固定磁场的DC电机的工作原理,导体在磁场中运动;交流电机在磁场中旋转,而导体不动。
DC电机分为定子绕组和转子绕组。定子产生磁场。当施加直流电时。定子产生具有固定极性的磁场。当施加DC时,转子在磁场中受到应力。所以转子在磁场中受力时会旋转。DC发动机的结构很复杂。成本高。
当内置霍尔传感器通电时,这些霍尔传感器向控制器输入信号。(实际上,这些信号间接反映了转子的位置。)控制器判断这些信号后,做出相应的输出,给相应的线圈通电,线圈产生磁场。由于同性相斥,异性相吸的原理,定子和转子相对运动。
普通无刷电机的定子是一个线圈(上面贴有霍尔传感器),所以转子(磁钢和轮子)被迫旋转。转子一转动,内置霍尔传感器的输出信号就发生变化,控制器输出不同方向的电流,而这个输出产生的磁场正好再次排斥固定磁场(磁钢)的同性,异性相吸。因此,转子被迫再次旋转,然后霍尔传感器的输出信号再次发生变化。。。。。。。这样轮子就保持转动(每次霍尔信号变化,控制器产生的电流方向都必须与电机要求的方向一致,即只有相序匹配,轮子才会朝一个方向运动)。
将机械能转化为直流电能的电动机称为直流发电机;把DC电能转换成机械能的发动机叫做DC发动机。DC电机调速特性优良,调速平稳方便,调速范围广;过载能力大,能承受频繁的冲击载荷,能实现频繁的无级快速启动、制动和反转;能满足生产过程自动化系统的各种特殊运行要求。虽然其制造成本和维护成本高于交流电机,但交流电机的调速性能至今无法与DC电机相比,所以在需要宽调速和对运行性能有特殊要求的自动控制系统的场合,DC电机一直占据着突出的地位。
DC电机由定子和转子组成。定子有磁极(绕组或永磁体),转子有绕组。通电时,转子上形成磁场(磁极)。定子和转子的磁极之间有一个夹角。在定子和转子(N极和S极之间)磁场的相互吸引下,电机旋转。通过改变电刷的位置,可以改变定子和转子极之间的夹角的方向(假设定子极是夹角的起始边,转子极是另一边,转子极到定子极的方向就是电机的旋转方向),从而改变电机的旋转方向。
电机的定子绕组多采用三相对称星形连接,与三相异步电机非常相似。一个磁化的永久磁铁附着在马达的转子上。为了检测电机转子的极性,在电机中安装了位置传感器。驱动器由电力电子器件和集成电路等组成。其功能是:接收电机的启动、停止和制动信号,控制电机的启动、停止和制动;接收位置传感器信号和正负信号,用于控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接收速度指令和速度反馈信号以控制和调节转速;提供保护和展示等。由于无刷DC电机运行在自控模式下,不会像同步电机在变频调速下重载起动那样,在转子上再增加一个起动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。目前,高磁能积的稀土钕铁硼材料主要用于中小容量无刷DC电机的永磁体。因此,稀土永磁无刷电机的体积比同容量的三相异步电机小一个帧数。近30年来,对异步电动机变频调速的研究,归根结底是在寻找一种控制异步电动机转矩的方法。稀土永磁无刷DC电机调速范围广、体积小、效率高、稳态速度误差小,必将在调速领域显示其优势。无刷DC电机又被称为DC变频,因为它具有DC有刷电机的特点,也是一种频率变化的装置。国际通称是BLDC。无刷DC电机的运行效率、低速转矩、速度精度等。优于任何控制技术的变频器,因此值得业界关注。该产品已生产55kW以上,可设计到400kW,满足行业省电和高性能驱动的需求。