尽量简单。下图为无刷电机的转子结构。
最通俗易懂的方式就是说说DC电机和交流电机的工作原理和区别。
上图是DC电机最简单的物理模型。工作原理:
DC电源电流沿电源正极流向左电刷,电刷和换向器相互摩擦。电流通过左换向器(也叫换向器,此电机有左、右换向器片)流入线圈,从线圈右侧流出,通过右换向器和右电刷流回电源负极,形成闭合回路。
由于线圈位于主磁极(图中N和S)的磁场中,线圈会受到电磁力的影响。由于线圈两侧电流方向不同(左电流向内,右电流向外),线圈两侧受到大小相同方向相反的电磁力作用。这两种电磁力正好形成电磁转矩,在电磁转矩的拉动下,线圈开始转动。DC电机中的线圈嵌入转子槽中,电机开始旋转。
左右换向器片随转轴转动,电刷固定。旋转一次后,右线圈到达左边,左线圈到达右边。但是由于换向器片的存在,现在左线圈中的电流方向和原来左线圈的电流方向是一样的,所以电磁力和右线圈是一样的。所以从空的角度来看,相同位置的线圈侧电磁力方向始终不变,保证了电机的圆周转动。
但是对于一个线圈来说,线圈转到不同的位置磁场是不一样的,导致线圈上的电磁力一直在变化,所以线圈转的不稳定,忽快忽慢。因此,可以多安装几个线圈,以确保线圈的应力均匀稳定。于是就有了这个。
甚至这样的电机模型。
况且外面的两个磁极其实是励磁线圈产生的电磁铁。小电机里有永磁体,稍微大一点的会用电磁铁。
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模型是模型,但真正的电机转子是这样的。
再说交流电机:交流电机分为同步电机和异步电机。同步电动机主要用作发电机和异步电动机。我主要说一下异步电动机,异步电动机由于结构简单,价格低廉,维护方便,运行可靠,得到了广泛的应用。交流电机虽然结构简单,但其工作原理实际上比DC电机复杂一点,更难理解清楚。
交流电机的定子上施加三相对称交流电。如上图所示,定子不运动,仅通过电流的变化就能产生旋转复合磁场。这个磁场就像一个磁铁绕着定子旋转。有了这个旋转磁铁,一切都会变得简单。只需在定子内部放置一个闭合线圈。在这个闭合线圈中,会感应出电动势和电流,产生电磁力。闭合的线圈将旋转。也可以理解为定子上有一个旋转磁铁,转子的闭合线圈因为感应充电,实际上变成了电磁铁。当外面的电磁铁在转动时,它会随着里面的电磁铁转动,所以交流电机的转子也会转动。定子磁场的转速称为同步转速,内部的转子实际上是由定子磁场驱动旋转的,所以它的转速会比定子磁场的转速慢,所以称为异步转速。所以有异步电机之称。
交流电机的转子,简单来说就是几个闭合的线圈,或者说闭合的导体,就像鼠笼一样,所以也叫鼠笼异步电机。此外,由于转子内部的电动势和电流是由定子磁场感应的,所以异步电动机也称为感应电动机。所以三相交流异步电动机的名称有很多:交流电动机、异步电动机、感应电动机,都是在谈论它,从不同的角度给它取名字。
步进电机是将电脉冲信号转换成角位移或线位移的开环控制元件步进电机。在非过载情况下,电机的转速和停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数,不受负载变化的影响。
两者的主要区别是什么?
1.DC无刷电机的速度高于步进电机;
2.无刷DC电机的驱动原理不同于步进电机。无刷DC电机由霍尔元件定位提供的交流电源控制。步进电机直接由单脉冲电压驱动,不需要霍尔元件定位,通过控制施加到电机上的脉冲数,可以精确定位转角
3.驱动原理不同,一般无刷DC电机用在控制精度不高的地方,步进电机用在控制精度高的地方。
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