直流有刷电机有多少种类型
发布时间:
2024-12-11
刷式圆盘绕线电机。刷式圆盘绕线电机与带有稀土材料的圆柱体结合。
① 刷式碟片绕组电机。刷式碟片绕组电机将稀土材料粘合到圆柱体上，并在圆柱体内放置由漆包铜线制成的碟片绕组，构成转子。电机相位由机械变频器调节。机械变频器通过固定碳刷与旋转铜制换向器表面的摩擦来调节电压相位。该电机的电刷在使用过程中会不断磨损，电机寿命很难超过2000小时。同时，由于电机转速高，必须采用两级减速齿轮，这带来了两个问题：一是噪音大，二是效率损失大。减速后电机的额定效率往往只有68%到72%。电动自行车使用的电池容量有限，通常为36V/12Ah。如果电机效率不高，会增加功耗，影响行驶里程。
② 刷式印刷绕组电机。刷式印刷绕组电机采用铜箔板作为绕组，减轻了电机的重量。由于这些电机都在自动化生产线上生产，工艺可靠，因此电机的寿命延长至3000小时，噪音显著降低，效率提高到72%到76%。但这种电机存在“嗡嗡”的高频噪音，即使减速后效率仍然不理想。使用刷式变频器使得无法进一步提高电机的使用寿命。
③ 刷式压制绕组电机。这种电机通过将绕好的铜线压缩成新型绕组，可以将其效率提高到74%到78%。这种电机仍在电动自行车制造商中广泛使用，但其效率、噪音和寿命缺陷仍然是必须改进的问题。
带齿轮传动的轮式刷式直流电机由碟形电枢刷式电机和减速传动系统组成。碟形电枢是高速旋转的转子。带轮式齿轮传动的刷式直流电机的结构如图2-2所示。电机的转矩通过轴传递到一级齿轮，然后由齿轮减速驱动轮毂外壳旋转。
刷式齿轮轮毂电机的碟形电枢薄、尺寸小、重量轻、易于安装。绕组制备好后，用树脂和玻璃纤维热压成型。运行过程中，由于电刷与换向器的摩擦以及齿轮啮合减速，刷式电机的运行声音比无刷电机大。
为了适应轮毂结构，刷式电机设计成电枢在外作为转子，磁钢在电机内作为定子，多个磁钢带多个绕组，低速电机设计转速约为180r/min。图2-3(a)显示了未经压力成型的电机外转子中的电枢绕组。绕组内部，换向片呈扁平圆形排列。图2-3(b)显示了在外转子内部间隔排列有10个磁钢条的定子。中间的轮毂板上有两个孔，电刷的刷架位于孔的背面。电刷带线，由弹簧从刷架弹出。
刷式电机的定子轴端有一个螺母，防止加工过程中轴上的螺纹损坏。安排电刷并将其插入刷架。然后，将此端插入图2-3(a)所示的孔中，电刷即可接触换向器的平面。借助弹簧的弹性，换向器被紧紧压住，磁钢刚好进入外转子绕组，只留下一个小的环形气隙。这个环形气隙的直径越大，电机产生的转矩就越大。
由于刷式电机设计的改进，无需减速齿轮，即可实现低噪音和低成本。许多低价位的电动自行车广泛使用这种电机。但是，这种电机转矩低，负载能力差，爬坡能力差，使用过程中耗电量大。仍然采用机械刷式变频器，电机寿命问题没有得到解决。因此，这种电机不适用于中高端电动自行车。
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2024-12-11
