直流電機(jī)主要有直流有刷電機(jī)和無(wú)刷直流電機(jī)兩種。
1. 有刷直流電機(jī)
直流電機(jī)以良好的啟動(dòng)性能、調(diào)速性能等優(yōu)點(diǎn)著稱,其中屬于直流電機(jī)一類的有刷直流電機(jī)采用機(jī)械換向器,使得驅(qū)動(dòng)方法簡(jiǎn)單,其模型示意圖如圖 1.2 所示。
電機(jī)主要由永磁材料制造的定子、繞有線圈繞組的轉(zhuǎn)子(電樞) 、換向器和電刷等構(gòu)成。只要在電刷的A和B兩端通入一定的直流電流, 電機(jī)的換向器就會(huì)自動(dòng)改變電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁場(chǎng)方向,這樣,直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子就會(huì)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下去。
由些可見(jiàn),換向器和電刷在直流電機(jī)中扮演著重要的角色,雖然它可以簡(jiǎn)化電機(jī)控制器的結(jié)構(gòu),但是,它自身卻存在一定的缺點(diǎn):
z 結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,增加了制造成本;
z 容易被環(huán)境(如灰塵等)影響,降低了工作的可靠性;
z 換向時(shí)會(huì)產(chǎn)生火花,限制了使用范圍;
z 容易損壞,增加了維護(hù)成本等。
2. 無(wú)刷直流電機(jī)
無(wú)刷直流電機(jī)(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)的誕生,克服了有刷直流電機(jī)的先天性缺陷,以電子換向器取代了機(jī)械換向器,所以無(wú)刷直流電機(jī)既具有直流電機(jī)良好的調(diào)速性能等特點(diǎn),又具有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
圖 1.3 所示無(wú)刷直流電機(jī)模型,它是從圖 1.2轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的模型。它主要由用永磁材料制造的轉(zhuǎn)子、帶有線圈繞組的定子和位置傳感器(可有可無(wú))組成??梢?jiàn),它和直流電機(jī)有著很多共同點(diǎn),定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)差不多(原來(lái)的定子變?yōu)檗D(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子變?yōu)槎ㄗ樱?,繞組的連線也基本相同。但是,結(jié)構(gòu)上它們有一個(gè)明顯的區(qū)別:無(wú)刷直流電機(jī)沒(méi)有直流電機(jī)中的換向器和電刷,取而代之的是位置傳感器。這樣,電機(jī)結(jié)構(gòu)就相對(duì)簡(jiǎn)單,降低了電機(jī)的制造和維護(hù)成本,但無(wú)刷直流電機(jī)不能自動(dòng)換向 (相) , 犧牲的代價(jià)是電機(jī)控制器成本的提高 (如同樣是三相直流電機(jī),有刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋需要 4 只功率管,而無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)橋則需要 6 只功率管) 。