永磁小電機(jī)基本原理有哪些及哪些種類

　　有刷電機(jī)的定子上裝置有固定的主磁極和電刷，轉(zhuǎn)子上裝置有電樞繞組和換向器。直流電源的電能經(jīng)過電刷和換向器進(jìn)入電樞繞組，發(fā)生電樞電流，電樞電流發(fā)生的磁場與主磁場相互作用發(fā)生電磁轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動負(fù)載。因為電刷和換向器的存在，有刷電機(jī)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可靠性差，毛病多，保護(hù)作業(yè)量大，壽數(shù)短，換向火花易發(fā)生電磁攪擾。

　　永磁小電機(jī)的作業(yè)原理圖如圖2-1所示。在永磁小電機(jī)的固定部分有磁鐵，這里稱作主磁極;固定部分還有電刷。滾動部分有環(huán)形鐵芯和繞在環(huán)形鐵芯上的繞組。

　　圖2-1所示的兩極永磁小電機(jī)的固定部分(定子)上裝設(shè)了一對直流勵磁的停止的主磁極N和S，在旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)上裝設(shè)電樞鐵芯。定子與轉(zhuǎn)子之間有一氣隙。在電樞鐵芯上放置了由A和X兩根導(dǎo)體連成的電樞線圈，線圈的首端和末端別離連到兩個圓弧形的銅片上，此銅片稱為換向片。換向片之間相互絕緣，由換向片構(gòu)成的整體稱為換向器。換向器固定在轉(zhuǎn)軸上，換向片與轉(zhuǎn)軸之間亦相互絕緣。在換向片上放置著一對固定不動的電刷B1和B2，當(dāng)電樞旋轉(zhuǎn)時，電樞線圈經(jīng)過換向片和電刷與外電路接通。

　　品種

　?、儆兴⒈P式繞組電機(jī)。有刷盤式繞組電機(jī)以稀土材料粘結(jié)在一缸體上，漆包銅線繞成的盤式繞組置于缸體之內(nèi)，構(gòu)成轉(zhuǎn)子。電機(jī)相位靠機(jī)械式換相器調(diào)整。機(jī)械式換相器是靠固定的炭制電刷與滾動的銅制換相面摩擦來調(diào)整電壓相位的。這種電機(jī)在運用中電刷一直在磨損，電機(jī)的壽數(shù)很難超越2000h。一起，因為電機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，必須采納兩級齒輪減速，這就帶來了兩個問題，一是噪聲較大，二是功率丟失大，經(jīng)減速后的電機(jī)額外功率往往只能達(dá)到68%～72%。而電動自行車所用的蓄電池的容量是有限的，一般就是36V/12Ah的容量，如電機(jī)功率不高，將使電耗添加，影響續(xù)行路程。

　　②有刷印制繞組電機(jī)。有刷印制繞組電機(jī)以印制銅箔板作為繞組，電機(jī)重量減輕了。因為這種電機(jī)全部是在自動出產(chǎn)線上出產(chǎn)的，工藝有可靠保證，從而使電機(jī)的壽數(shù)提高到3000h，噪聲大幅度下降，功率提高到72%～76%。但這種電機(jī)有“嗡嗡”的高頻噪聲，靠齒輪減速后功率仍不理想，有刷換相器的運用使電機(jī)壽數(shù)無法再提高。

　　③有刷壓制繞組電機(jī)。這種電機(jī)經(jīng)過將繞制好的銅線壓制成一種新型繞組，其功率可提高到74%～78%。這種電機(jī)仍然被較多電動自行車廠家選用，但其存在的功率、噪聲、壽數(shù)缺陷仍然是必須改善的問題。

　　輪轂式有齒輪傳動的永磁小電機(jī)，由盤形電樞有刷電機(jī)和齒輪減速兼?zhèn)鲃酉到y(tǒng)兩部分構(gòu)成。盤形電樞是高速滾動的轉(zhuǎn)子。輪毅式有齒輪傳動的永磁小電機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。電機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)過軸傳遞給榜首級齒輪，經(jīng)齒輪減速帶動輪轂外殼滾動。

　　有刷有齒輪轂電機(jī)的盤形電樞是薄片形，體積很小，重量特輕，裝置便利。繞組編制好之后，用樹脂加玻璃纖維放進(jìn)模內(nèi)熱壓成型，在運轉(zhuǎn)中因為電刷和換向器摩擦，又有齒輪嚙合減速，所以有刷電機(jī)的運轉(zhuǎn)聲響比無刷電機(jī)聲響要大。

　　為了習(xí)慣輪轂結(jié)構(gòu)，將有刷電機(jī)規(guī)劃成電樞放在外邊作為轉(zhuǎn)子，磁鋼放在電機(jī)之內(nèi)作為定子，多塊磁鋼配多個繞組，規(guī)劃轉(zhuǎn)速為180r/min左右的低速電機(jī)。圖2-3(a)所示為電機(jī)外轉(zhuǎn)子中尚未經(jīng)過壓力整形的電樞繞組，，在繞組以內(nèi)是呈平面環(huán)狀規(guī)整擺放的換向片。圖2-3(b)所示的是放在外轉(zhuǎn)子內(nèi)的距離擺放著10塊磁鋼的定子，在中心的轂板上開有兩個孔，電刷的刷握就設(shè)在孔的背側(cè)，電刷帶著導(dǎo)線被繃簧從刷握中彈出。

　　有刷電機(jī)的定子軸端套有一個螺母，其作用是防止在加工中損傷軸上的螺紋。把電刷整理好裝入刷握中，然后將這一端送進(jìn)圖2-3(a)所示的孔中，電刷就可以觸摸換向器平面，憑借繃簧的彈力對換向器壓緊，而磁鋼正好進(jìn)入外轉(zhuǎn)子繞組中，只留一個很小的環(huán)形氣隙。這個環(huán)形氣隙的直徑越大，電機(jī)發(fā)生的轉(zhuǎn)矩也越大。

　　因為有刷電機(jī)在規(guī)劃中的改善，無須齒輪減速，可完成低噪聲、低成本。許多低價位的電動自行車廣泛選用了這種電機(jī)。但這種電機(jī)扭矩小，載重負(fù)荷小，爬坡才能不佳，運用時耗電較多，仍然選用機(jī)械式的電刷換相器，電機(jī)壽數(shù)問題尚未得到解決，因此中高檔電動自行車均未選用這種電機(jī)。