1. Klassifizierung von Gleichstrommotoren
1. Bürstenloser Gleichstrommotor:
Der bürstenlose Gleichstrommotor soll den Stator und Rotor des gewöhnlichen Gleichstrommotors austauschen.Sein Rotor ist ein Permanentmagnet zur Erzeugung eines Luftspaltflusses; der Stator ist ein Anker und besteht aus mehrphasigen Wicklungen.Im Aufbau ähnelt es einem Permanentmagnet-Synchronmotor.Der Aufbau des Stators eines bürstenlosen Gleichstrommotors ist der gleiche wie der eines gewöhnlichen Synchronmotors oder eines Induktionsmotors.Im Eisenkern sind mehrphasige Wicklungen (dreiphasig, vierphasig, fünfphasig usw.) eingebettet.Die Wicklungen können in Stern- oder Dreieckschaltung geschaltet und mit den Leistungsröhren des Wechselrichters verbunden werden, um eine sinnvolle Kommutierung zu gewährleisten.Der Rotor verwendet meist Seltenerdmaterialien mit hoher Koerzitivkraft und hoher Remanenzdichte wie Samarium-Kobalt oder Neodym-Eisen-Bor.Aufgrund der unterschiedlichen Positionen der magnetischen Materialien in den Magnetpolen kann diese in Oberflächenmagnetpole, eingebettete Magnetpole und Ringmagnetpole unterteilt werden.Da es sich bei dem Motorgehäuse um einen Permanentmagnetmotor handelt, wird der bürstenlose Gleichstrommotor üblicherweise auch als bürstenloser Permanentmagnet-Gleichstrommotor bezeichnet.
Bürstenlose Gleichstrommotoren wurden in den letzten Jahren mit der Entwicklung der Mikroprozessortechnologie und dem Einsatz neuer Leistungselektronik entwickeltGeräte mit hoher Schaltfrequenz und geringem Stromverbrauch sowie die Optimierung von Steuerungsmethoden und die Entwicklung kostengünstiger, hochwertiger Permanentmagnetmaterialien.Entwicklung eines neuen Typs von Gleichstrommotoren.
Bürstenlose Gleichstrommotoren behalten nicht nur die gute Geschwindigkeitsregulierungsleistung herkömmlicher Gleichstrommotoren bei, sondern bieten auch die Vorteile, dass sie keinen Schleifkontakt und keine Kommutierungsfunken erzeugen, hohe Zuverlässigkeit, lange Lebensdauer und geringe Geräuschentwicklung haben und daher häufig in der Luft- und Raumfahrt sowie in CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt werden , Roboter, Elektrofahrzeuge usw., Computerperipheriegeräte und Haushaltsgeräte sind weit verbreitet.
Je nach Stromversorgungsmethode können bürstenlose Gleichstrommotoren in zwei Kategorien unterteilt werden: bürstenlose Gleichstrommotoren mit Rechteckwelle, deren Gegen-EMK-Wellenform und Versorgungsstromwellenform beide Rechteckwellen sind, auch bekannt als Rechteckwellen-Permanentmagnet-Synchronmotoren;Bei einem bürstenbehafteten Gleichstrommotor sind sowohl die Wellenform der Gegen-EMK als auch die Wellenform des Versorgungsstroms Sinuswellen.
2. Gleichstrommotor mit Bürsten
(1) Permanentmagnet-Gleichstrommotor
Abteilung für Permanentmagnet-Gleichstrommotoren: Gleichstrommotoren mit Seltenerd-Permanentmagneten, Gleichstrommotoren mit Ferrit-Permanentmagneten und Gleichstrommotoren mit Alnico-Permanentmagneten.
① Seltenerd-Permanentmagnet-Gleichstrommotor: Klein in der Größe und besser in der Leistung, aber teuer, wird hauptsächlich in der Luft- und Raumfahrt, bei Computern, Bohrlochinstrumenten usw. verwendet.
② Ferrit-Permanentmagnet-Gleichstrommotor: Der Magnetpolkörper aus Ferritmaterial ist billig und weist eine gute Leistung auf und wird häufig in Haushaltsgeräten, Automobilen, Spielzeugen, Elektrowerkzeugen und anderen Bereichen verwendet.
③ Alnico-Permanentmagnet-Gleichstrommotor: Er muss viele Edelmetalle verbrauchen und der Preis ist hoch, aber er passt sich gut an hohe Temperaturen an.Es wird dort eingesetzt, wo die Umgebungstemperatur hoch ist oder die Temperaturstabilität des Motors erforderlich ist.
(2) Elektromagnetischer Gleichstrommotor.
Unterteilung der elektromagnetischen Gleichstrommotoren: reihenerregter Gleichstrommotor, nebenschlusserregter Gleichstrommotor, getrennt erregter Gleichstrommotor und zusammengesetzterregter Gleichstrommotor.
① Reihenerregter Gleichstrommotor: Der Strom ist in Reihe geschaltet, überbrückt und die Feldwicklung ist in Reihe mit dem Anker geschaltet, sodass sich das Magnetfeld in diesem Motor mit der Änderung des Ankerstroms erheblich ändert.Um keine großen Verluste und Spannungsabfälle in der Erregerwicklung zu verursachen, ist es umso besser, je kleiner der Widerstand der Erregerwicklung ist. Daher ist der Gleichstrom-Serienerregermotor normalerweise mit einem dickeren Draht gewickelt und seine Windungszahl ist geringer.
② Gleichstrommotor mit Nebenschlusserregung: Die Feldwicklung des Gleichstrommotors mit Nebenschlusserregung ist parallel zur Ankerwicklung geschaltet.Als Nebenschlussgenerator versorgt die Klemmenspannung des Motors selbst die Feldwicklung mit Strom;Als Nebenschlussmotor teilt sich die Feldwicklung die gleiche StromversorgungMit dem Anker ist er leistungsmäßig dem fremderregten Gleichstrommotor gleichgestellt.
③ Fremderregter Gleichstrommotor: Die Feldwicklung hat keine elektrische Verbindung zum Anker und der Feldkreis wird von einer anderen Gleichstromquelle versorgt.Der Feldstrom wird daher nicht durch die Ankerklemmenspannung oder den Ankerstrom beeinflusst.
④ Gleichstrommotor mit Verbunderregung: Der Gleichstrommotor mit Verbunderregung verfügt über zwei Erregerwicklungen, Nebenschlusserregung und Reihenerregung.Wenn die von der Reihenerregerwicklung erzeugte magnetomotorische Kraft in die gleiche Richtung wie die von der Nebenerregerwicklung erzeugte magnetomotorische Kraft weist, spricht man von Produktverbunderregung.Wenn die Richtungen der beiden magnetomotorischen Kräfte entgegengesetzt sind, spricht man von differentieller zusammengesetzter Erregung.
2. Funktionsprinzip des Gleichstrommotors
Im Gleichstrommotor ist ein ringförmiger Permanentmagnet befestigt, und der Strom fließt durch die Spule am Rotor, um eine Amperekraft zu erzeugen.Wenn die Spule am Rotor parallel zum Magnetfeld ist, ändert sich die Richtung des Magnetfelds, wenn es sich weiter dreht, sodass die Bürste am Ende des Rotors wechselt. Die Platten stehen abwechselnd in Kontakt, sodass die Richtung wechselt Auch der Strom in der Spule ändert sich und die Richtung der erzeugten Lorentzkraft bleibt unverändert, sodass der Motor weiterhin in eine Richtung drehen kann
Das Funktionsprinzip des Gleichstromgenerators besteht darin, die in der Ankerspule induzierte elektromotorische Wechselstromkraft in eine elektromotorische Gleichstromkraft umzuwandeln, wenn sie durch den Kommutator und den Kommutierungseffekt der Bürste aus dem Bürstenende herausgezogen wird.
Die Richtung der induzierten elektromotorischen Kraft wird nach der Rechte-Hand-Regel bestimmt (die magnetische Feldlinie zeigt auf die Handfläche, der Daumen zeigt auf die Bewegungsrichtung des Leiters und die Richtung der anderen vier Finger ist die). Richtung der induzierten elektromotorischen Kraft im Leiter).
Die Richtung der auf den Leiter wirkenden Kraft wird durch die Linke-Hand-Regel bestimmt.Dieses Paar elektromagnetischer Kräfte bildet ein Drehmoment, das auf den Anker wirkt.Dieses Drehmoment wird in der rotierenden elektrischen Maschine elektromagnetisches Drehmoment genannt.Die Richtung des Drehmoments ist gegen den Uhrzeigersinn und versucht, den Anker gegen den Uhrzeigersinn zu drehen.Wenn dieses elektromagnetische Drehmoment das Widerstandsdrehmoment am Anker überwinden kann (z. B. das durch Reibung und andere Lastdrehmomente verursachte Widerstandsdrehmoment), kann sich der Anker gegen den Uhrzeigersinn drehen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 18. März 2023