介紹

許多運(yùn)動控制應(yīng)用都采用永磁直流電機(jī)。因?yàn)榕c交流電機(jī)相比，直流電機(jī)的控制系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)。因此，在需要控制速度、扭矩或位置時，通常都采用直流電機(jī)。

常用的直流電機(jī)有兩種：有刷電機(jī)和無刷電機(jī)（或稱BLDC電機(jī)）。顧名思義，有刷直流電機(jī)帶有電刷，電刷可以使電機(jī)換向并旋轉(zhuǎn)；而無刷電機(jī)則用電子控制取代了機(jī)械換向功能。

很多應(yīng)用都是既可以使用有刷直流電機(jī)，也可以使用無刷直流電機(jī)。兩種類型的電機(jī)基于相同的線圈和永磁體吸引與排斥原理，二者都具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行具體選擇。

有刷直流電機(jī)

直流電機(jī)使用繞線線圈來產(chǎn)生磁場。在有刷電機(jī)中，線圈可以自由旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動軸，它們被稱為“轉(zhuǎn)子“。通常，線圈纏繞在鐵芯上，當(dāng)然也有“無芯“有刷電機(jī)，其繞組是自支撐的。

電機(jī)的固定部分稱為“定子“。用于提供固定磁場的永磁體通常位于定子的內(nèi)表面和轉(zhuǎn)子的外部。

為了產(chǎn)生使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的扭矩，轉(zhuǎn)子的磁場需要持續(xù)旋轉(zhuǎn)，以使其磁場吸引并排斥定子的固定磁場。通常采用滑動式電子開關(guān)來使磁場旋轉(zhuǎn)。該開關(guān)由換向器和固定電刷組成，換向器通常是安裝在轉(zhuǎn)子上的分片觸點(diǎn)，而固定電刷則安裝在定子上。

隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動，換向器不斷地接通和斷開不同的轉(zhuǎn)子繞組，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子線圈不斷被定子的固定磁體吸引和排斥，從而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

?

有刷電機(jī)的電刷和換向器之間存在機(jī)械摩擦，而且由于是電觸點(diǎn)，通常無法潤滑。因此電刷和換向器在電機(jī)的整個壽命周期內(nèi)都存在機(jī)械磨損，并最終將導(dǎo)致電機(jī)無法工作。不過許多有刷電機(jī)（尤其是大型有刷電機(jī)）都有可更換的電刷，其電刷通常由碳制成，在磨損后也可保持良好的接觸，這些電機(jī)都需要定期維護(hù)。但即使有可更換的電刷，換向器最終也會磨損到必須更換電機(jī)的程度。

?

要驅(qū)動有刷電機(jī)，需要在電刷兩端施加直流電壓，使電流流經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組從而旋轉(zhuǎn)電機(jī)。

?

如果一個有刷電機(jī)在應(yīng)用中只需要向一個方向旋轉(zhuǎn)，也無需控制速度或扭矩，則完全不需要驅(qū)動電子設(shè)備。在這類應(yīng)用中，只需打開和關(guān)閉直流電壓即可使電機(jī)運(yùn)行或停止。這在電動玩具等低成本應(yīng)用中很常見。如果需要反向旋轉(zhuǎn)，則可以通過雙極開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。

?

如果需要控制速度、扭矩和方向，則采用由電子開關(guān)（晶體管、IGBT或MOSFET）組成的“ H橋”來驅(qū)動電機(jī)向任一方向旋轉(zhuǎn)。施加到電機(jī)上的電壓可以是任一極性，它使電機(jī)沿不同方向旋轉(zhuǎn)。而通過調(diào)制開關(guān)脈沖的寬度可以控制電機(jī)的速度或扭矩。

??

無刷直流電機(jī)

想要閱讀全文，請訪問MPS官網(wǎng)>>支持>>文章和新聞中心

https://www.monolithicpower.cn/cn/support/industry-information.html