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德國FAULHABER馮哈勃直流電機是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機
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德國FAULHABER馮哈勃直流電機是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機
直流電機(direct current machine)是指能將直流電能轉(zhuǎn)換成機械能(直流電動機)或?qū)C械能轉(zhuǎn)換成直流電能(直流發(fā)電機)的旋轉(zhuǎn)電機,。它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉(zhuǎn)換的電機,。當(dāng)它作電動機運行時是直流電動機,,將電能轉(zhuǎn)換為機械能,;作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機,,將機械能轉(zhuǎn)換為電能,。
直流電機的結(jié)構(gòu)應(yīng)由定子和轉(zhuǎn)子兩大部分組成。FAULHABER直流電機運行時靜止不動的部分稱為定子,,定子的主要作用是產(chǎn)生磁場,,由機座、主磁極,、換向極,、端蓋、軸承和電刷裝置等組成,。運行時轉(zhuǎn)動的部分稱為轉(zhuǎn)子,,其主要作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢,是FAULHABER直流電機進行能量轉(zhuǎn)換的樞紐,,所以通常又稱為電樞,,由轉(zhuǎn)軸、電樞鐵心,、電樞繞組,、換向器和風(fēng)扇等組成。
定子
(1)主磁極
主磁極的作用是產(chǎn)生氣隙磁場,。主磁極由主磁極鐵心和勵磁繞組兩部分組成,。鐵心一般用0.5mm~1.5mm厚的硅鋼板沖片疊壓鉚緊而成,分為極身和極靴兩部分,,上面套勵磁繞組的部分稱為極身,,下面擴寬的部分稱為極靴,極靴寬于極身,,既可以調(diào)整氣隙中磁場的分布,,又便于固定勵磁繞組。勵磁繞組用絕緣銅線繞制而成,,套在主磁極鐵心上,。整個主磁極用螺釘固定在機座上,
(2)換向極
換向極的作用是改善換向,,減小電機運行時電刷與換向器之間可能產(chǎn)生的換向火花,,一般裝在兩個相鄰主磁極之間,,由換向極鐵心和換向極繞組組成。換向極繞組用絕緣導(dǎo)線繞制而成,,套在換向極鐵心上,,換向極的數(shù)目與主磁極相等。
(3)機座
電機定子的外殼稱為機座,。機座的作用有兩個:
一是用來固定主磁極,、換向極和端蓋,并起整個電機的支撐和固定作用,;
二是機座本身也是磁路的一部分,,借以構(gòu)成磁極之間磁的通路,磁通通過的部分稱為磁軛,。為保證機座具有足夠的機械強度和良好的導(dǎo)磁性能,,一般為鑄鋼件或由鋼板焊接而成。
(4)電刷裝置
電刷裝置是用來引入或引出直流電壓和直流電流的,。電刷裝置由電刷,、刷握、刷桿和刷桿座等組成,。電刷放在刷握內(nèi),,用彈簧壓緊,使電刷與換向器之間有良好的滑動接觸,,刷握固定在刷桿上,,刷桿裝在圓環(huán)形的刷桿座上,相互之間必須絕緣,。刷桿座裝在端蓋或軸承內(nèi)蓋上,,圓周位置可以調(diào)整,調(diào)好以后加以固定,。
轉(zhuǎn)子
(1)電樞鐵心
電樞鐵心是主磁路的主要部分,,同時用以嵌放電樞繞組。一般電樞鐵心采用由0.5mm厚的硅鋼片沖制而成的沖片疊壓而成,,以降低電機運行時電樞鐵心中產(chǎn)生的渦流損耗和磁滯損耗,。疊成的鐵心固定在轉(zhuǎn)軸或轉(zhuǎn)子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽,,槽內(nèi)嵌放電樞繞組,。
(2)電樞繞組
電樞繞組的作用是產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩和感應(yīng)電動勢,是FAULHABER直流電機進行能量變換的關(guān)鍵部件,,所以叫電樞,。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規(guī)律連接而成,線圈采用高強度漆包線或玻璃絲包扁銅線繞成,,不同線圈的線圈邊分上下兩層嵌放在電樞槽中,,線圈與鐵心之間以及上、下兩層線圈邊之間都必須妥善絕緣,。為防止離心力將線圈邊甩出槽外,,槽口用槽楔固定。線圈伸出槽外的端接部分用熱固性無緯玻璃帶進行綁扎,。
(3)換向器
在直流電動機中,,換向器配以電刷,能將外加直流電源轉(zhuǎn)換為電樞線圈中的交變電流,,使電磁轉(zhuǎn)矩的方向恒定不變,;在直流發(fā)電機中,換向器配以電刷,,能將電樞線圈中感應(yīng)產(chǎn)生的交變電動勢轉(zhuǎn)換為正,、負電刷上引出的直流電動勢。換向器是由許多換向片組成的圓柱體,,換向片之間用云母片絕緣,。
(4)轉(zhuǎn)軸
轉(zhuǎn)軸起轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的支撐作用,需有一定的機械強度和剛度,,一般用圓鋼加工而成,。
直流發(fā)電機
直流發(fā)電機是把機械能轉(zhuǎn)化為直流電能的機器。它主要作為直流電動機,、電解,、電鍍、電冶煉,、充電及交流發(fā)電機的勵磁電源等所需的FAULHABER直流電機,。雖然在需要直流電的地方,也用電力整流元件,,把交流電轉(zhuǎn)換成直流電,,但從某些工作性能方面來看,交流整流電源還不能取代直流發(fā)電機,。
直流電動機
將直流電能轉(zhuǎn)換為機械能的轉(zhuǎn)動裝置,。電動機定子提供磁場,直流電源向轉(zhuǎn)子的繞組提供電流,,換向器使轉(zhuǎn)子電流與磁場產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩保持方向不變,。根據(jù)是否是否配置有常用的電刷-換向器可以將直流電動機分為兩類,包括有刷直流電動機和無刷直流電動機,。
無刷FAULHABER直流電機是近幾年來隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展和高開關(guān)頻率,、低功耗新型電力電子器件的應(yīng)用,以及控制方法的優(yōu)化和低成本,、高磁能級的永磁材料的出現(xiàn)而發(fā)展起來的一種新型直流電動機,。
無刷FAULHABER直流電機既保持了傳統(tǒng)FAULHABER直流電機良好的調(diào)速性能又具有無滑動接觸和換向火花,、可靠性高、使用壽命長及噪聲低等優(yōu)點,,因而在航空航天,、數(shù)控機床、機器人,、電動汽車,、計算機外圍設(shè)備和家用電器等方面都獲得了廣泛應(yīng)用。
按照供電方式的不同,,無刷FAULHABER直流電機又可以分為兩類:方波無刷直流電動機,,其反電勢波形和供電電流波形都是矩形波,又稱為矩形波永磁同步電動機,;正弦波無刷直流電動機,,其反電勢波形和供電電流波形均為正弦波。
勵磁方式是指旋轉(zhuǎn)電機中產(chǎn)生磁場的方式,,F(xiàn)AULHABER直流電機的勵磁方式分為四種:
他勵FAULHABER直流電機
勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關(guān)系,,而由其他直流電源對勵磁繞組供電的FAULHABER直流電機稱為他勵FAULHABER直流電機,永磁FAULHABER直流電機也可看作他勵或自激FAULHABER直流電機,,一般直接稱作勵磁方式為永磁,。
并勵FAULHABER直流電機
并勵FAULHABER直流電機的勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián),作為并勵發(fā)電機來說,,是電機本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電,;作為并勵電動機來說,勵磁繞組與電樞共用同一電源,,從性能上講與他勵直流電動機相同,。
串勵FAULHABER直流電機
串勵FAULHABER直流電機的勵磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后,再接于直流電源,。這種FAULHABER直流電機的勵磁電流就是電樞電流,。
復(fù)勵FAULHABER直流電機
復(fù)勵FAULHABER直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組。若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生的磁通勢方向相同稱為積復(fù)勵,。若兩個磁通勢方向相反,,則稱為差復(fù)勵。
不同勵磁方式的FAULHABER直流電機有著不同的特性,。一般情況直流電動機的主要勵磁方式是并勵式,、串勵式和復(fù)勵式,直流發(fā)電機的主要勵磁方式是他勵式、并勵式和復(fù)勵式,。