改善直流电机换向较为有效的方法是加装换向极,但必须注意:
(1)正确选择换向极。对来说,换向极极性应与顺着电枢转向的下一个主极性相反,而发电机则应相同。
(2)换向绕组必须与电枢绕组串联。
(3)换向极磁路应不饱和。
另外,应合理选择电刷。要求电刷与换向器表面接触电阻要尽量大些,电刷耐磨性要好。直流电机中一般采用电化石墨电刷,低压大电流电机一般采用金属石墨电刷。对换向特别困难的电机可采用分裂式电刷。
无刷直流电动机是采用半导体开关器件来实现电子换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。
它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点,广泛应用于高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。
结构
由永磁体转子、多极绕组定子、位置等组成。无刷直流电机的特点是无刷;
采用半导体开关器件(如霍尔元件)来实现换向的,即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。
它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点。
位置传感器按转子位置的变化,沿着一定次序对定子绕组的电流进行换流;
(即检测转子磁极相对定子绕组的位置,并在确定的位置处产生位置传感信号,经信号转换电路处理后去控制功率开关电路,按一定的逻辑关系进行绕组电流切换)。
直流电机是将电能转变为轴上输出的机械能的电磁转换装置。由定子绕组通入直流励磁电流,产生励磁磁场,主电路引入直流电源,经碳刷(电刷)传给换向器,再经换向器将此直流电转化为交流电,引入电枢绕组,产生电枢电流(电枢磁场),电枢磁场与励磁磁场合成气隙磁场,电枢绕组切割合成气隙磁场,产生电磁转矩。这是直流电机的基本工作原理。
右图为简单的两极直流电机模型,由主磁极(励磁线圈)、电枢(电枢线圈)、电刷和换向片等组成。固定部分(定子)上,装设了一对直流励磁的静止的主磁级N、S,主磁级由励磁线圈的磁场产生;旋转部分(转子)上,装调电枢铁芯与电枢绕组。电枢电流由外供直流电源所产生。定子和转子之间有一气隙。电枢线圈的首、末端分别连接于两个圆弧型的换向片上,换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向片固定在转轴上,与转轴也是绝缘的。在换向片上放置着一对固定不动的电刷,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接触(引入外供直流电源)。
直流电动机运行时,将直流电源接住在两刷之间,电流方向为:N级下有效边电流总是一个方向,而S级上有效边中电流总是另一个方向,两边上受到的电磁力方向一致,电枢因而转动。当线圈有效边从N级下(S级上)转到S级上(N极下)下时,其中电流方向由于换向片而同时改变,而电磁力方向不变,使电枢受到一个方向不变的电磁转矩,因而电机连续运行。