力矩電動機結構為甜甜圈形,分為轉子在外圈,定子在內圈的外轉子電動機,以及定子在外圈,轉子在內圈的內轉子電動機。因為相同尺寸下,外轉子可以產生較大的力矩,因此外轉子電動機比較常用。
力矩電動機常見的應用是在磁帶機的供帶及收帶電動機。在這類應用中,電動機需要的電壓不高,但這類電動機的特性會使磁帶上有相對穩定的張力,不受讀寫頭是否有接近磁帶的影響。若提供較高的電壓,其轉矩也比較大,力矩電動機可以在沒有齒輪及離合器的情形下進行快速的前進或倒帶。在電力游戲的領域中,力矩電動機常用來驅動動力回授的方向盤。
另一個常見的應用是用在內燃機的節流閥中,連接電子調速器。此應用中,電動機會連接一個返回彈簧,配合調速器的輸出調整節流閥。調速器依點火系統磁性檢出元件產生的脈波來監控速度,依速度來微幅調整給電動機的電流,若引擎比理想速度要慢,電流會增加,電動機會產生力矩,抵抗返回彈簧的施力,打開節流閥。若引擎運轉太快,調速器會減少給電動機的電流,返回彈簧施力,關閉節流閥。
直流力矩電動機的自感電抗很小,所以響應性很好;其輸出力矩與輸入電流成正比,與轉子的速度和位置無關;它可以在接近堵轉狀態下直接和負載連接低速運行而不用齒輪減速,所以在負載的軸上能產生很高的力矩對慣性比,并能消除由于使用減速齒輪而產生的系統誤差。
交流力矩電動機又可以分為同步和異步兩種,目前常用的是鼠籠型異步力矩電動機,它具有低轉速和大力矩的特點。一般地,在紡織工業中經常使用交流力矩電動機,其工作原理和結構和單相異步電動機的相同,但是由于鼠籠型轉子的電阻較大,所以其機械特性較軟
組成結構
直流電機的結構應由定子和轉子兩大部分組成。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。運行時轉動的部分稱為轉子,其主要作用是產生電磁轉矩和感應電動勢,是直流電機進行能量轉換的樞紐,所以通常又稱為電樞,由轉軸、電樞鐵心、電樞繞組、換向器和風扇等組成。
定子
(1)主磁極
主磁極的作用是產生氣隙磁場。主磁極由主磁極鐵心和勵磁繞組兩部分組成。
直流電機(圖1)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線繞制而成,套在換向極鐵心上,換向極的數目與主磁極相等。
(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,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,刷桿裝在圓環形
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的刷桿座上,相互之間必須絕緣。刷桿座裝在端蓋或軸承內蓋上,圓周位置可以調整,調好以后加以固定。
轉子
(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。
直流電機(圖2)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生的渦流損耗和磁滯損耗。疊成的鐵心固定在轉軸或轉子支架上。鐵心的外圓開有電樞槽,槽內嵌放電樞繞組。
(2)電樞繞組
電樞繞組的作用是產生電磁轉矩和感應電動勢,是直流電機進行能量變換的關鍵部件,所以叫電樞。它是由許多線圈(以下稱元件)按一定規律連接而成,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換為電樞線圈中的交變電流,
直流電機(圖3)使電磁轉矩的方向恒定不變;在直流發電機中,換向器配以電刷,能將電樞線圈中感應產生的交變電動勢轉換為正、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
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云母片絕緣。
(4)轉軸
轉軸起轉子旋轉的支撐作用,需有一定的機械強度和剛度,一般用圓鋼加工而成。
] 主要分類
直流發電機
直流發電機是把機械能轉化為直流電能的機器。它主要作為直流電動機、電解、
直流電機(圖6)電鍍、電冶煉、充電及交流發電機的勵磁電源等所需的直流電機。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*取代直流發電機。
直流電動機
將直流電能轉換為機械能的轉動裝置。電動機定子提供磁場,直流電源向轉子的繞組提供電流,換向器使轉子電流與磁場產生的轉矩保持方向不變。根據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。
無刷直流電機是近幾年來隨著微處理器技術的發展和高開關頻率、
直流電機(圖7)低功耗新型電力電子器件的應用,以及控制方法的優化和低成本、高磁能級的永磁材料的出現而發展起來的一種新型直流電動機。
無刷直流電機既保持了傳統
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直流電機良好的調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點,因而在航空航天、數控機床、機器人、電動汽車、計算機外圍設備和家用電器等方面都獲得了廣泛應用。
主要分類
直流發電機
直流發電機是把機械能轉化為直流電能的機器。它主要作為直流電動機、電解、
直流電機(圖6)電鍍、電冶煉、充電及交流發電機的勵磁電源等所需的直流電機。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*取代直流發電機。
直流電動機
將直流電能轉換為機械能的轉動裝置。電動機定子提供磁場,直流電源向轉子的繞組提供電流,換向器使轉子電流與磁場產生的轉矩保持方向不變。根據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。
無刷直流電機是近幾年來隨著微處理器技術的發展和高開關頻率、
直流電機(圖7)低功耗新型電力電子器件的應用,以及控制方法的優化和低成本、高磁能級的永磁材料的出現而發展起來的一種
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新型直流電動機。
無刷直流電機既保持了傳統直流電機良好的調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點,因而在航空航天、數控機床、機器人、電動汽車、計算機外圍設備和家用電器等方面都獲得了廣泛應用。
按照供電方式的不同,無刷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。
按照供電方式的不同,無刷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。