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    幾種無刷電機介紹
    發(fā)布者:xjp82615448  發(fā)布時間:2015-01-31 16:55:47
    新材料、新技術的應用,設計理論的發(fā)展以及市場對無刷電動機的推動,使永磁無刷電動機的結構不斷增多,工藝不斷革新。高性能磁性材料的發(fā)展,使大氣隙結構電機成為可能。出現(xiàn)了諸如永磁無刷力矩電動機、永磁無鐵心無刷電動機、永磁盤式無刷電動機、永磁無槽無刷電動機等采用不同工藝制造的無刷電動機。
    一、無刷力矩電動機
    無刷力矩電動機的外特性和用途均與直流力矩電動機相同。在控制系統(tǒng)中,它也可直接驅動機械負載,常工作于低速,可長期堵轉工作。
    無刷力矩電動機工作原理與永磁無刷電動機完全相同,也有矩形波驅動和正弦波驅動兩種工作方式,只不過它的最高工作轉速通常在每分鐘數(shù)百轉之內,在設計上追求堵轉下有較大輸出力矩和盡可能小的輸入功率,追求力矩/質量比。
    由于需要較低的額定轉速和較大的輸出力矩,無刷力矩電動機常設計成有較多的極對數(shù)和較大的直徑/長度比;和直流力矩電動機相仿,常采用分裝式結構。無刷直流力矩電動機產品多采用三相繞組,轉子為一個有大直徑內孔的環(huán)行支架,其上粘貼永磁體。位置傳感器可采用霍爾傳感器、光電編碼器和旋轉變壓器等。
    為了保證超低速下工作的平穩(wěn)性,應更加重視轉矩波動問題。無刷力矩電動機也可采用高磁能積稀土永磁材料,定子采用無槽電樞繞組,以完全消除定子鐵心齒槽引起的轉矩波動。
    國外知名公司有無刷力矩電機系列產品,電機外徑21mm~4000mm,轉矩0.1 N.m~1000N.m,內、外轉子,多達近百種規(guī)格。

    二、無鐵心永磁無刷電動機
    無鐵心永磁無刷電動機的出現(xiàn)是采用新材料、新工藝的結晶。電樞采用耐熱性能優(yōu)越的材料制成的剛性整體,可以在高溫及高速情況下長期穩(wěn)定運行;由于電樞無鐵心,電感的影響小,起動、轉速調節(jié)時響應性能優(yōu)異,有利于控制電路的設計,具有優(yōu)異的控制性能;完全消除了鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗,消除了由齒槽效應帶來的轉矩波動,具有更高的運行效率,更平穩(wěn)的運行狀態(tài),更低的溫升和更寬廣的轉速范圍;電機的電樞中無齒槽且采用全塑封結構,負載運行時,噪聲及振動都很低;具有較硬的機械特性,負載變化時,轉速的變化率小。
    根據電機用途不同,無鐵心無刷電機可采用軸向磁場結構和徑向磁場結構。軸向磁場結構的無鐵心無刷電機,電樞繞組徑向按一定規(guī)律分布,在專用模具中固化成形,電樞兩側均為盤狀轉子體,轉子磁體為軸向磁化,兩側轉子可同時布置永磁體磁極及轉子軛,成雙勵磁轉子結構,也可一側布置永磁體磁極而另一側布置轉子磁軛,成單勵磁轉子結構。徑向磁場結構的無鐵心無刷電動機,電樞繞組軸向按一定規(guī)律分布成筒狀,其電樞內、外圓處均為筒狀轉子體,轉子磁極為徑向磁化,內、外圓可同時布置永磁體磁極及轉子軛,成雙勵磁轉子結構,也可在其中一個圓周上布置永磁體磁極,而另一圓周上只布置轉子磁軛,成單勵磁轉子結構。徑向磁場結構和軸向磁場結構均可根據要求制造成內轉子和外轉子結構。
    無鐵心無刷電機定子繞組的繞制必須保證繞組元件位置正確,保證多相繞組在空間對稱分布。電樞固化采用專門的模具和工藝,確保電樞尺寸符合要求。
    三、盤式永磁無刷電動機
    其定子、轉子均為圓盤形,采用軸向氣隙磁場,可做成有鐵心和無鐵心兩種結構,定子繞組呈徑向分布。
    永磁無刷電動機采取盤式結構,軸向尺寸短、結構緊湊,被廣泛地用于視聽設備、計算機外部設備和信息處理機械等領域。
    四、無槽永磁無刷電動機
    將無槽結構引入到永磁無刷電動機中,做成無槽結構永磁無刷電動機,不僅具有普通永磁無刷電動機調速性能好、可靠性高、免維護和無換向火花等優(yōu)點,而且消除了齒槽效應,具有轉矩波動小、運行平穩(wěn)、噪聲低、電樞電感小、定位干擾力矩小等一系列優(yōu)于普通永磁無刷電動機的優(yōu)點,成為很有發(fā)展前景的永磁無刷電動機。
    小直徑的電動機,無槽結構能獲得比有槽結構更大的轉矩指標;在特殊條件下,例如要求電動機的轉矩和功率相對不大,對電動機的體積限制不嚴,而對電動機的控制要求很高的情況下,采取無槽結構會獲得好的效果。
    早在70年代初開始,無刷直流電動機在我國一些國家研究所、個別高等院校、軍工單位開始跟蹤這一新技術,開展了開發(fā)研究,當時主要解決宇航、導彈、衛(wèi)星和其他軍用裝備的急需。到80年代,為工業(yè)用途,特別是數(shù)控機床、工業(yè)機器人開發(fā)研制永磁同步伺服電動機及其伺服驅動器?偟膩碚f,停留在數(shù)量少、成本高、市場窄的狀態(tài)。
    改革開放以來,出口和內需的牽動,特別是三資企業(yè)的進入,民營企業(yè)飛速發(fā)展,我國無刷直流電動機生產有了很大改觀。目前,在我國發(fā)展無刷直流電動機已有了較好的技術基礎和物質基礎,存在國內外較大市場需求,隨著國際經濟一體化趨勢的到來,我國的無刷直流電動機產業(yè)充滿發(fā)展機會。

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