直流無刷電機(jī)由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成,是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 無刷電機(jī)是指無電刷和換向器(或集電環(huán))的電機(jī),又稱無換向器電機(jī)。早在十九紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候,產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無刷形式,即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。但是,異步電動(dòng)機(jī)有許多無法克服的缺陷,以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。上世紀(jì)中葉誕生了晶體管,因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生了。這種新型無刷電機(jī)稱為電子換向式直流電機(jī),它克服了*代無刷電機(jī)的缺陷。
直流無刷電機(jī)特點(diǎn)
1、可替代直流電機(jī)調(diào)速、變頻器+變頻電機(jī)調(diào)速、異步電機(jī)+減速機(jī)調(diào)速;
2、具有傳統(tǒng)直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又取消了碳刷、滑環(huán)結(jié)構(gòu);
3、可以低速大功率運(yùn)行,可以省去減速機(jī)直接驅(qū)動(dòng)大的負(fù)載;
4、體積小、重量輕、出力大;
5、轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)異,中、低速轉(zhuǎn)矩性能好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,啟動(dòng)電流??;
6、無級(jí)調(diào)速,調(diào)速范圍廣,過載能力強(qiáng);
7、軟啟軟停、制動(dòng)特性好,可省去原有的機(jī)械制動(dòng)或電磁制動(dòng)裝置;
8、效率高,電機(jī)本身沒有勵(lì)磁損耗和碳刷損耗,消除了多級(jí)減速耗,綜合節(jié)電率可達(dá)20%~60%。
9、可靠性高,穩(wěn)定性好,適應(yīng)性強(qiáng),維修與保養(yǎng)簡單;
10、耐顛簸震動(dòng),噪音低,震動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平滑,壽命長;
11、不產(chǎn)生火花,特別適合爆炸性場所,有防爆型;
12、根據(jù)需要可選梯形波磁場電機(jī)和正弦波磁場電機(jī)。
應(yīng)用
電機(jī)的應(yīng)用十分廣泛,如汽車、工具、工業(yè)工控、自動(dòng)化以及航空航天等等??偟膩碚f,無刷直流電機(jī)可以分為以下三種主要用途:
持續(xù)負(fù)載應(yīng)用:主要是需要一定轉(zhuǎn)速但是對(duì)轉(zhuǎn)速精度要求不高的領(lǐng)域,比如風(fēng)扇、抽水機(jī)、吹風(fēng)機(jī)等一類的應(yīng)用,這類應(yīng)用成本較低且多為開環(huán)控制。
可變負(fù)載應(yīng)用:主要是轉(zhuǎn)速需要在某個(gè)范圍內(nèi)變化的應(yīng)用,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速特性和動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間特性有更高的需求。如家用器具中的、甩干機(jī)和壓縮機(jī)就是很好的例子,汽車工業(yè)領(lǐng)域中的油泵控制、電控制器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制等,這類應(yīng)用的系統(tǒng)成本相對(duì)更高些。
定位應(yīng)用:大多數(shù)工業(yè)控制和自動(dòng)控制方面的應(yīng)用屬于這個(gè)類別,這類應(yīng)用中往往會(huì)完成能量的輸送,所以對(duì)轉(zhuǎn)速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和轉(zhuǎn)矩有特別的要求,對(duì)控制器的要求也較高。測速時(shí)可能會(huì)用上光電和一些同步設(shè)備。過程控制、機(jī)械控制和運(yùn)輸控制等很多都屬于這類應(yīng)用。
實(shí)用性新型無刷電機(jī)是與電子技術(shù)、微電子技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、自控技術(shù)以及材料科學(xué)等發(fā)展緊密的。它不*于交直流領(lǐng)域,還涉及電動(dòng)、發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換和信號(hào)傳感等領(lǐng)域。在電機(jī)領(lǐng)域中新型無刷電機(jī)的品種是較多的,但性能優(yōu)良的無刷電機(jī)因受到價(jià)格的限制,其應(yīng)用還不十分廣泛。下面分別就主要的新型無刷電機(jī)進(jìn)行探索與研究。
注意事項(xiàng)選型
電機(jī)選型時(shí)需參考的主要參數(shù)有以下幾點(diǎn):
大扭矩:可以通過將負(fù)載扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和摩擦力相加得到,另外,還有一些額外的因素影響大扭矩如氣隙空氣的阻力等。
平方模扭矩:可以近似的認(rèn)為是實(shí)際應(yīng)用需要的持續(xù)輸出扭矩,由許多因素決定:大扭矩、負(fù)載扭矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、加速、減速及運(yùn)行時(shí)間等。
轉(zhuǎn)速:這是有應(yīng)用需求的轉(zhuǎn)速,可以根據(jù)電機(jī)的轉(zhuǎn)速梯形曲線來確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速需求,通常計(jì)算時(shí)要留有10%的余量。
維護(hù)
(1)在拆卸前,要用壓縮空氣吹凈電機(jī)表面灰塵,并將表面污垢擦拭干凈。
(2)選擇電機(jī)解體的工作地點(diǎn),清理現(xiàn)場環(huán)境。
(3)熟悉電機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和檢修技術(shù)要求。
(4)準(zhǔn)備好解體所需工具(包括工具)和設(shè)備。
(5)為了進(jìn)一步了解電機(jī)運(yùn)行中的缺陷,有條件時(shí)可在拆卸前做一次檢查試驗(yàn)。為此,將電機(jī)帶上負(fù)載試轉(zhuǎn),詳細(xì)檢查電機(jī)各部分溫度、聲音、振動(dòng)等情況,并測試電壓、電流、轉(zhuǎn)速等,然后再斷開負(fù)載,單獨(dú)做一次空載檢查試驗(yàn),測出空載電流和空載損耗,做好記錄。
(6)切斷電源 ,拆除電機(jī)外部接線,做好記錄。
(7)選用合適電壓的兆歐表測試電機(jī)絕緣電阻 。為了跟上次檢修時(shí)所測的絕緣電阻值相比較以判斷電機(jī)絕緣變化趨勢和絕緣狀態(tài),應(yīng)將不同溫度下測出的絕緣電阻值換算到同一溫度,一般換算至75℃。
(8)測試吸收比K。當(dāng)吸收比大于1.33時(shí),表明電機(jī)絕緣不曾受潮或受潮程度不嚴(yán)重。為了跟以前數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,同樣要將任意溫度下測得的吸收比換算到同一溫度。