六极无刷电机(两极无刷电机)

海潮机械 2023-01-31 19:41 编辑:admin 191阅读

1. 两极无刷电机

磁阻电机,一种连续运行的电气传动装置,其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩,而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。

所谓“磁阻最小原理”,即:“磁通总是沿着磁导最小的路径闭合,从而产生磁拉力,进而形成磁阻性质的电磁转矩”和“磁力线具有力图缩短磁通路径以减小磁阻和增大磁导的本性”。

此类电机是利用磁阻(magnetic reluctance),也被称为磁电阻(magnetic resistance)让电机产生旋转运动,就像电路那样,磁路中的磁通总是要沿着磁阻最小的路径闭合。

凸极率是转子叠片设计的直接结果,叠片的冲制用来切割出电机的等效气隙形状以控制磁通路径,冲制工艺还对d轴和q轴电感随着磁化电流变化而变化产生影响。由于冲制工艺增加了等效气隙,需要更大的励磁电流,导致功率因数cosφ. 变得更差。

磁阻电机的工作原理

磁阻电动机是利用磁阻最小原理,也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,利用齿极间的吸引力拉动转子旋转。为方便分析磁路,我们把相对的相分别标为a、b、c相,各相线圈由开关控制电流通断,约定转子启动前的转角为0度。

为了使转子继续转动,在转子转到30度前已切断A相电源在30度时接通B相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,于是转子继续转动,磁力一直牵引转子转到60度为止。

在转子转到60度前切断B相电源在60度时接通C相电源,磁通从最近的转子齿极通过转子铁芯,转子继续转动,磁力一直牵引转子转到90度为止。

当转子转到90度前切断C相电源,转子在90度的状态与前面0度开始时一样,重复前面过程,接通A相电源,转子继续转动,这样不停的重复下去,转子就会不停的旋转。

磁阻电机的结构

磁阻电机在转子旋转时,磁路的磁阻要有尽可能大的变化。所以,该电动机的定、转子均采用双凸极结构,并用硅钢片叠制而成。在每个定子磁极上都装有简单的集中绕组,并把径向相对的两个定子磁极上的绕组以串联或并联的方式构成一相。

在转子上无任何绕组,也无永磁体。按照电动机的相数,可分为奇数相和偶数相。按照电动机的磁路结构,可分为两极型长磁路结构和四极型短磁路结构。按照电动机的通电励磁模式,有单相励磁和多相励磁之分。

电机转子无永磁体,允许较高的温升。由于绕组均在定子上,电机容易冷却。效率高,损耗小。转矩方向与电流方向无关,只需单方相绕组电流,每相一个功率开关,功率电路简单可靠。转子上没有电刷,结构坚固,适用于高速驱动。

磁阻电机的应用

近年来磁阻电机的应用和发展取得了明显的进步,已成功地应用于电动车驱动、通用工业、家用电器和纺织机械等各个领域,功率范围从10W~5MW,最大速度高达100000 r/min。

1.磁阻电机电动车应用

磁阻电机最初的应用领域就是电动车。目前电动汽车和电动自行车的驱动电机主要有永磁无刷及永磁有刷两种,然而采用开关磁阻电机驱动有其独特的优势。当高能量密度和系统效率为关键指标时,开关磁阻电机变为首选对象。

2.磁阻电机纺织工业应用

近十年来我国纺织机械行业的机电一体化水平有了较明显的提高,在新型纺织机械上普遍采用了机电一体化技术。这项技术的内容包含了先进的信息处理和控制技术,即以计算机为核心,有PLC、工控机、单片机等组成的控制系统;先进的驱动技术,有变频调速,交流伺服,步进电机等;检测传感技术和执行机构;精密机械技术等。

3.磁阻电机焦炭工业应用

磁阻电机因其启动力矩大、启动电流小,可以频繁重载启动,无需其他的电源变压器,节能,维护简单,特别适用于矿井输送机、电牵引采煤机及中小型绞车等。

我国研制成功110kW的开关磁阻电机用于矸石山绞车、132kW的开关磁阻电机用于带式输送机拖动,良好的启动和调速性能受到工人们的欢迎。我国还将开关磁阻电机用于电牵引采煤机牵引,运行试验表明新型采煤机性能良好。此外还成功地将开关磁阻电机用于电机车,提高了电机车运行的可靠性和效率。

4.磁阻电机在家电行业的应用

磁阻电机的发展状况

众所周知,磁阻电机驱动系统是一种高效的电机系统,其综合性能超越以往各种传统电机,效率、性能、数字智能化控制等方面,都具有不可比拟的优势,而且在某些特定领域如15万转以上的超高速领域具有无可替代性。但是,另一方面,为什么这一优秀的动力产品在我国没有真正普及呢?本文将系统的回答这一问题。

一、磁阻电机的技术状态

和大部分圈外人士所认识的不同,不同于变频电机,磁阻电机驱动系统的技术极其复杂而体系。其中电机本体的电磁计算和结构工艺技术,可以说是所有电机里面最复杂的,至今在我国没有合理的动态数学模型用来揭示其复杂的内部微观特性,也就是说开关磁阻电机典型的非线性特征,难于具体把握。

总体而言,我们可以简单的根据技术状态,把开关磁阻电机一分为二,一是普通基础技术产品,一是高精度技术产品。所谓普通基础技术产品,就是依据其根本原理,而研究、产生的最基础的产品,就像第一代计算机,粗大笨重、精度差、计算速度慢。

高精度技术产品则不然,其从电机设计、工艺、控制技术等各个环节,都采用科学开发模式和先进技术,并使用高精度加工设备和工艺,针对各个应用设备的细节特性而具体设计

2. 两极无刷电机工作原理

静电放电通常是一种电位较高、能量较小,处于常温常压下的气体击穿。

按放电形式的不同,主要有电晕放电、刷形放电和火花放电三种形式。

(1)电晕放电。

一般发生在电极相距较远,带电体与接地体表面有突出部分或棱角的地方,如罐壁的突出物。

这些地方电场强度较大,能将附近的空气局部电离,有时并伴有嘶嘶响声和辉光。

此种形式的放电能量小而分散,一般放电能量为0.03 ~0.012mj, —般小于油蒸气、lpg、cng的最小点燃能量。

因此,危险性小,引起火灾的机率较小。

(2)刷形放电。

这种类型的放电特点是两电极间的气体是非均匀介质,因击穿成为放电通路,但又不集中在某一点上,而且有很多分叉,分布在一定的空间范围内。

刷形放电伴有声和光,电极形状多是球形,在绝缘体上更易发生。

因为放电不集中,所以在单位空间内释放的能量也较小,但具有一定的危险性,比电晕放电引起的灾害几率高。

(3)火花放电。

火花放电是两极间的气体被击穿而形成通路,又没有分叉的放电,这时电极有明显的放电集中点。

放电时有短暂爆裂声,伴有白色线状辉光,在瞬间内能量集中释放,因而危险性最大。

当两极均为导体且相距又较近时,往往发生火花放电。

3. 无极无刷电机

电机是电动自行车的主要动力驱动部份,也就是电动自行车的心脏。电机好坏直接影响着电动自行车的性能。

据业内专家介绍,目前国内电动自行车所用电机主要有有刷电机和无刷电机两种;有刷电机又有高速和低速之分。

有刷低速电机被电动自行车选用又名无刷无齿电机,它在电动自行车起动与爬坡时电流较大,性能较弱,目前一般极少被厂家采用。

有刷高速电机(3600转/分钟左右)目前被国内大多数电动自行车生产厂家所选用,它采用碳刷作为电机电源的两个触点,利用调速转把和控制器来控制,通过齿轮二次减速及超越离合器来达到电动自行车0-20公里/小时的无极调速。目前采用的这种有刷高速电机含金量高,电机减速齿轮强度较强,耐磨性好,设计合理,故返修率较低;而且维修更换齿轮和电机的成本较少,有效的降低了电动自行车的维修费用;并且有刷电机可以通过超越离合器和飞轮实现轻松人力骑行。

无刷电机目前被电动自行车生产厂家采用的一般都是无刷无齿电机。它的转速控制系统的造价比有刷高速电机的转速控制系统要高,控制器在使用中容易发生故障。装有无刷电机的电动自行车行驶速度必须达到35公里/小时以上时,才能发挥其最佳的工作效率,但是我们知道电动自行车作为非机动车来管理,时速必须在20公里/小时以下,故无刷电机被电动自行车选用降低了工作效率,可取性不强。现在它被采用的主要一点是噪音小。

4. 两极无刷电机绕线

三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是感应电动机的一种,是靠同时接入380V三相交流电流(相位差120度)供电的一类电动机,由于三相异步电动机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转,存在转差率,所以叫三相异步电动机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速,转子绕组因与磁场间存在着相对运动而产生电动势和电流,并与磁场相互作用产生电磁转矩,实现能量变换。

与单相异步电动机相比,三相异步电动机运行性能好,并可节省各种材料。按转子结构的不同,三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜,得到了广泛的应用,其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

5. 两极无刷电机绕线图

两台变压器中性点,不可以用同一根接地线。这里涉及变压器的工作原理。变电器内部有两级绕组。即初级绕组和次级绕组。输入绕组由供电系统,三根火线送来《高压》的《三相电》,三相电由三条火线提供。进入变电器,我们规定叫初级。三相电可分为《三相三线制》,或者《三相四线制》。两级绕组分别绕在变压器铁芯上,彼此绝缘。利用电磁感应原理,次级产生感应电压。经过变压器降压,从次级输出,通常为三根火线和一条地线(中线)。当输出三条火线,各自负载相同时,中点的电势(电位)为O。《負载不同时,中点电位不是零》。为保证变压器正常安全运行,每台变压器都需要《独立伸出接地的地线》。所以两台变压器《绝对不允许》把中点连在一起。

6. 两相无刷电机

(1)最简单的方法是将三线中的任意两线接上一个无极性电容,容量4.7uF左右,耐压450V即可(2)如果电机反转的话,把输出引线改接电容另一头即可

7. 两极无刷电机快吗

在有刷电机中,这个过程是将各组线圈的两个电源输入端,依次排成一个环,相互之间用绝缘材料分隔,组成一个象圆柱体的东西,与电机轴连成一体。

电源通过两个碳元素做成的小柱子(碳刷),在弹簧压力的作用下,从两个特定的固定位置,压在上面线圈电源输入环状圆柱上的两点,给一组线圈通电。

随着电机转动,不同时刻给不同线圈或同一个线圈的不同的两极通电,使得线圈产生磁场的N-S极与最靠近的永磁铁定子的N-S极有一个适合的角度差,磁场异性相吸、同性相斥,产生力量,推动电机转动。碳电极在线圈接线头上滑动,象刷子在物体表面刷,因此叫碳“刷”。

相互滑动,会摩擦碳刷,造成损耗,需要定期更换碳刷;碳刷与线圈接线头之间通断交替,会发生电火花,产生电磁破,干扰电子设备。