【直流馬達】什么是直流有刷電機

　　直流電機是以直流電（或直流電的一些操縱形式）的形式獲取電能并將其轉(zhuǎn)換成機械旋轉(zhuǎn)能的運動部件。電動機通過使用由電流產(chǎn)生的磁場來刺激與輸出軸固定的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。輸出扭矩和速度取決于電氣輸入和電機設計。直流（DC）電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的電機。根據(jù)當今最常見的行業(yè)命名慣例，有三種直流電機子類型：直流有刷電機，直流永磁電機和直流通用電機。許多較大的直流電機仍采用電刷和繞線電機，但永磁電機在18馬力以下的應用中占主導地位。

 

　　什么是直流有刷電機，有哪些類型？

 

　　一些工程師稱直流有刷電機為繞線電機，因為它是一個纏繞和涂漆的銅線圈，可以產(chǎn)生電磁場。無論是什么術語，都有永磁，分流，串聯(lián)和復合繞線直流電動機。

 

　　除前者外，所有使用兩個電流：

 

　　1.電流通過電樞（轉(zhuǎn)子）繞組與定子磁場相互作用（用于輸出機械旋轉(zhuǎn)）；

 

　　2.通過定子繞組的電流使得磁場成為問題。

 

　　相比之下，永磁刷直流電機使用：

 

　　1.電流通過電樞（轉(zhuǎn)子）繞組與定子磁場相互作用（用于輸出機械旋轉(zhuǎn)）；

 

　　2.定子上的永磁體使磁場成為問題。

 

　　復合繞線電動機中的電樞和勵磁線圈包括串聯(lián)和并聯(lián)繞組。

 

　　無論設置如何，直流有刷電機都有換向器和電刷觸點，可將電流傳遞給旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的銅線繞組。設計人員可以通過改變轉(zhuǎn)子電壓（及其電流）或通過調(diào)整勵磁繞組電流來改變轉(zhuǎn)子和定子之間的磁通量來控制速度。轉(zhuǎn)子換向器桿段的刷子方向機械地控制相位換向。

 

　　實際上，直流有刷電機讓設計人員控制勵磁和轉(zhuǎn)子繞組的方式意味著它們適用于需要簡單且經(jīng)濟高效的扭矩和速度控制的應用。

 

　　串聯(lián)直流電動機

 

　　如上所述，串聯(lián)電動機中的電樞（轉(zhuǎn)子）和勵磁線圈串聯(lián)連接。這意味著整個電樞（轉(zhuǎn)子）電流傳遞到勵磁繞組。因此，這些電機只需要一個輸入電壓。增加電樞（轉(zhuǎn)子）電流會引起勵磁電流增加。當轉(zhuǎn)子電流通過零并反轉(zhuǎn)時，勵磁電流崩潰。

 

　　當電動機停止時，扭矩最高，因為電樞（轉(zhuǎn)子）在靜止時不產(chǎn)生反電動勢。在沒有加載的情況下，電機會加速到危險的速度。相反，增加的負載會減慢電機速度，并增加扭矩以轉(zhuǎn)動負載。

 

　　串聯(lián)電機無法很好地調(diào)節(jié)速度，因為速度控制取決于對電源電壓的調(diào)節(jié)。但是它們價格低廉，可以驅(qū)動需要高啟動扭矩的設計。例如，設計人員在低功率和高功率汽車機制中使用串聯(lián)電機，電動工具，玩具和縫紉機等消費產(chǎn)品以及固定和變速的工業(yè)牽引驅(qū)動器。設計人員可以通過反轉(zhuǎn)勵磁或電樞（轉(zhuǎn)子）繞組連接來反轉(zhuǎn)串聯(lián)電機。

 

　　并聯(lián)直流電動機

 

　　如上所述，并聯(lián)繞組電動機中的電樞和勵磁線圈并聯(lián)連接，因此勵磁電流與電動機上的負載成比例?？勺冸妷狠斎朐试S速度調(diào)節(jié)。為并聯(lián)電動機提供固定電壓，使其以恒定速度運行。然后向并聯(lián)電動機提供增加的電動機電流，以增加扭矩而不會顯著減慢。在并聯(lián)電動機中，勵磁（定子）繞組與電樞（轉(zhuǎn)子）繞組并聯(lián)連接。

 

　　使用這些電機，一種稱為弱磁的技術可以在不強制控制器改變輸入電壓的情況下控制速度。場繞組變阻器減小了勵磁（定子）電流，并隨之減小了電樞和磁場之間的磁通量。速度與磁通成反比，因此會加速電機。需要注意的是：扭矩與磁通成正比，因此加速度會隨著扭矩輸出的減小而增加。

 

　　在弱磁場設置下，當負載增加時，穩(wěn)定繞組可防止加速。唯一的問題是，反向應用需要反轉(zhuǎn)這種繞組，以便與電樞（轉(zhuǎn)子）電壓反轉(zhuǎn)。這需要扭轉(zhuǎn)接觸器。因此，對于反轉(zhuǎn)運動，有時制造商只是設計具有更高穩(wěn)定性的分流電機并省略穩(wěn)定繞組。

 

　　在轉(zhuǎn)子繞組或磁場上反轉(zhuǎn)并聯(lián)繞組電動機的連接會使電動機的旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn);當轉(zhuǎn)子電流反轉(zhuǎn)時，自激勵保持磁場，這意味著電動機可以再生制動。

 

　　復合繞線電機

 

　　單獨激勵的電動機（有時稱為復合繞組電動機）是直流有刷電動機，具有到現(xiàn)場（定子）和電樞（轉(zhuǎn)子）的獨立電壓供應，以便更好地控制電動機輸出。任一繞組上的輸入電壓都可以控制電機輸出速度和轉(zhuǎn)矩。大多數(shù)制造商都生產(chǎn)帶有串聯(lián)和并聯(lián)勵磁（轉(zhuǎn)子）繞組的復合繞線電機。兩個繞組的方向，強度和方向決定了電機的速度。

 

　　復合繞線電機適用于汽車或軌道列車應用中的牽引力。