所有电机都是由定子和转子组成,在直流电机中,为了让转子转起来,需要不断改变电流方向,否则转子只能转半圈,就像自行车脚踏板,所以直流电机需要换向器。
广义的直流电机包括有刷电机和无刷电机。
有刷电机又称直流电机或碳刷电机,常说的直流电机就是指有刷直流电机,它采用机械换向,内部线圈(电枢)和换向器一起旋转,电刷和外部磁极都不动,于是换向器和电刷摩擦,完成电流方向的切换。
有刷电机由于机械换向产生的换向器和电刷摩擦,造成电磁干扰、噪声大、寿命短、可靠性差、需要经常维护等缺点,由于换向器存在,限制了转子惯量,限制了最高转速,影响了动态性能。
尽管有许多缺点,但因为其扭力高、结构简单容易维护(即换碳刷)、价格便宜,仍然得到广泛应用。
直流无刷电机无刷电机在某些领域也称直流变频电机(BLDC),它采用电子换向(霍尔传感器),线圈(电枢)不动磁极动,此时永磁铁可以在线圈外部也可以在线圈内部,于是有了外转子无刷电机和内转子无刷电机之分。
无刷电机构造与永磁同步电机相同。不过,单个的无刷电机不是一套完整的动力系统,无刷基本必须通过无刷控制器也就是电子调速器的控制才能实现连续不断地运转,这也是决定其使用性能的关键。
内转子都是三相的,价格较贵。外转子通常使用的是单相的,价格亲民,大批量生产已经接近碳刷电机,因此近年来得到广泛应用。
它具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性等优点,相对比有刷直流电机体积小得多,控制比异步交流电机简单,常被应用在医疗器械、仪器仪表、化工、轻纺以及家用电器等需要高效率、能够被连续使用的产品中。
三相交流异步电机交流电机分为同步电机和异步电机,同步电机多用于发电机,异步电机多用于电动机。
电机的定子上有三相对称交流绕组,由于三相电顺序变化,形成一个旋转的合成磁场,磁场的旋转速度就是同步转速。
同步转速n=60f/p,f是频率,p是极对数,比如对于接入国家电网50Hz的2极电动机(即极对数为1对),那么转速n=60*50/1=3000r/min。
同理,4极,6极,8极电机同步转速为1500,1000,750 (不同厂家生产的异步电机额定转速略有差异 )。
异步电机转子线圈切割旋转磁场,产生感应电动势,进而产生感应电流,最后产生旋转磁场,这样转子就变成了一个电磁铁,将跟随定子磁场旋转,所以转子的转速必然小于定子的旋转磁场,这样才能切割磁感线,所以称之为异步电机。
三相异步电动机结构简单,维护方便,运行可靠等优点,是在工业生产、机械设备上应用最为广泛的电机。
三相交流同步电机如果让转子速度等于定子磁场旋转速度,就成为了同步电机,此时就需要把定子变成一个电磁铁或永磁铁,即给定子通电,此时不需要再切割磁感线就能旋转,旋转速度与磁场旋转速度相同。
同步电机转子结构比异步电机复杂,价格高,在生产生活中应用不如异步电机广泛,主要用作发电机上,现在火电站,水电站、汽轮机、水轮机基本都是同步电机。