电机有哪些分类?电动汽车用什么电机?

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发布时间:

2021-01-07 13:59

很多新能源从业者甚至是工程师长期都没有弄清楚无刷电机和有刷电机有什么区别?同步电机和异步电机有什么区别?伺服电机是否都是交流电机?伺服电机是否都是同步电机?步进电机属于直流电机还是交流电机?舵机是否属于伺服电机?……下面我们用平俗的语言来解释系统性的知识,并采用大量的动画和图片生动形象的来表达晦涩的知识。

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直流电机——有刷电机

读过中学物理的学霸学渣都知道,为了研究通电导体在磁场受力的那点事,我们把左手都练成了断掌,这也正是直流电机的原理。

所有电机都是由定子和转子组成,在直流电机中,为了让转子转起来,需要不断改变电流方向,否则转子只能转半圈,这点就像自行车脚踏板。所以直流电机需要换向器。广义的直流电机包括有刷电机和无刷电机。

有刷电机又称直流电机或碳刷电机,常说的直流电机就是指有刷直流电机,它采用机械换向,外部磁极不动内部线圈(电枢)动,换向器和转子线圈一起旋转,电刷和磁铁都不动,于是换向器和电刷摩擦摩擦,完成电流方向的切换。

有刷电机缺点:1、机械换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短。

2、可靠性差、故障多,需要经常维护。

3、由于换向器存在,限制了转子惯量,限制了最高转速,影响了动态性能。

既然它这么多缺点为什么还被普遍应用,因为它扭力高、结构简单容易维护(即换碳刷)、便宜。

直流电机——调速原理

直流电机的调速:所谓调速,即通过调节电机转速获得所需扭矩。

直流(有刷)电机通过调节电压、串接电阻、改变励磁都可以调速,但是实际以调节电压最为方便也最为常用,目前主要使用PWM调速,PWM其实就是通过高速的开关来实现直流的调压,一个周期内,开的时间长,平均电压就高,关的时间长,平均电压就低,调起来很方便,只要开关速度够快,电网的谐波就少,且电流更为连续。但是电刷和换向器长期磨损,同时在换向的时候有巨大的电流变化,非常容易产生火花,换向器和电刷限制了直流电动机的容量和速度,使得直流电动机的调速遇到了瓶颈。

对于无刷直流电机,调速的时候表面上只控制了输入电压,但电机的自控变频调速系统(无刷直流电机本身自带转子位置检测器等转子位置信号获取装置,使用此装置的转子位置信号来控制变压变频调速装置的换相时刻)自动根据变压控制了频率,用起来和直流(有刷)电机几乎一样,非常方便。由于转子采用永磁体,不需要专门的励磁绕组,在同等容量的情况下,电机体积更小,重量更轻,效率更高,结构更紧凑,运行更可靠,动态性能更好,在电动汽车的驱动等方面都获得了广泛的应用。

关键词:

电机,直流电机,调速,转子,换向器,电压,电刷,电流,采用