永磁体对外做功不消耗其自身磁能,利用永磁体磁极取代常规电励磁电动机的磁极,能够使永磁电动机的结构简单、重量轻、节省材料、温升低、噪声小、效率高、功率因数高、节能10%~20%甚至更多。永磁电动机可以做成多极低转速大扭矩,又可以做成高转速大功率;可以做成M瓦级,又可以做成零点几瓦;永磁电动机的直径最小可达5mm以下,这些特点是电励磁电动机达不到的。
由于永磁电动机具有上述优点,因而被广泛地应用在航天、航空、舰船、潜艇、汽车、电动汽车、电动自行车、叉车、高铁、医疗器械、机器人、无人机、工业自动化控制、家电、航模、船模、儿童玩具等诸多领域。
1. 永磁靴式直流电动机
永磁靴式直流电动机分为有刷和无刷永磁靴式直流电动机两类。无刷永磁靴式直流电动机又分为有位置传感器和无位置传感器两种,同时又有内转子和外转子之分。
(1)永磁有刷靴式直流电动机
永磁有刷靴式直流电动机的转子是由极靴铁心及缠绕在极靴极身上的绕组组成的,定子磁极是永磁体磁极,机壳是磁路的磁导体。转子绕组可以是三角形联结,也可以是星型联结。直流换向由机械换向器完成。永磁有刷靴式直流电动机如图2-2-9所示。
永磁有刷靴式直流电动机由直流电源直接供电,当需要改变旋转方向时,只要将直流电源的正负极与电动机的正负极对调,电动机就会改变旋转方向,即原来为正转,改变旋转方向后即为反转。
永磁有刷靴式直流电动机多用于小型电动工具、儿童玩具、电动自行车、收录机等。
(2)永磁无刷靴式直流电动机
永磁无刷靴式直流电动机的转子磁极是永磁体磁极,定子为极靴铁心及在极身上缠绕的定子绕组。永磁无刷靴式直流电动机也分为外转子式和内转子式,图2-2-10a所示为外转子式,图2-2-10b所示为内转子式。永磁无刷靴式直流电动机也有有位置传感器和无位置传感器之分。
有位置传感器的永磁无刷靴式直流电动机如图2-2-10a和b所示。位置传感器往往安装在机壳或端盖上,图2-2-11中的HG是霍尔位置传感器。安装在转子上的位置传感器的感应器(见图2-2-11)转到位置传感器的位置时,位置传感器将换向信号传给电子换向器,电子换向器对直流电进行换向,如图2-2-11所示。
永磁无刷靴式直流电动机可以由直流电直接供电,再经电子换向器对直流电进行换向,也可以由直流电经逆变器逆变成交流供电。前者不能调速,后者可以通过改变逆变频率来调速。永磁无刷靴式直流电动机不能反转,当需要反转时要另设一套反转装置。
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