什么电机会用到磁铁?电机中的磁铁装在哪里?


什么电机会用到磁铁?电机中的磁铁装在哪里

 

直流电机(DC马达)

普通的直流电机因为线圈电流要换向,所以只能把磁铁做成定子,让线圈旋转。 直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子,定子的主要作用是产生磁场,由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。转动的部分称为转子,其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势,是直流电机进行能量转换的枢纽,所以通常又称为电枢,由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。

直流无刷电机(BLDC马达)

直流无刷电机通常是由定子和转子组成。定子通常是由永磁体和线圈组成,转子则是由永磁体或者电磁体组成直流无刷电机则由于没有了机械式的换向器,线圈也就做成了定子,磁铁做成转子。 永磁无刷电机转子磁钢的安装方法:转子磁钢,一般有圆筒形、菱形、瓦形、矩形等,根据不同需求来进行转子铁芯的设计。转子磁钢不管是表贴还是内嵌,都需要专门的设备来完成磁钢的装填工作,量大的情况下,人工方法是不现实的,效率低下不说,还容易伤手。所以一般多采用磁钢装填设备,根据转子不同,设计对应的磁钢装填设备,保证磁钢一次或者多次快速地完成装填工作,可以适应快速交期。

 

交流电机(AC马达)

交流电机中没有磁铁,线圈中的电流也是自然换向,所以线圈既能做成定子,也能做成转子。

步进电机

根据步进电机的构造,可以分为永磁式、反应式和混合式3种。目前最常用的是混合式步进电机,因为它综合了永磁式和反应式的优点。

1.永磁式原理(Permanent Magnet,PM)

转子由永磁材料制成,根据步机电机功率大小用到的永磁材料包括粘结钕铁硼和烧结钕铁硼磁体。

  1. 反应式原理(Variable Reluctance,VR)

转子是由软性材料制作而成的(通常是硅钢片或电工纯铁棒等导磁体构成),转子上有多个凸极,这样线圈通电时,才会吸引转子旋转,使磁路中磁阻最小。转子的齿槽在转动时产生磁阻变化,故又称为变磁阻电机。反应式步进电机不使用永久磁铁。

  1. 混合式原理(Hybrid Stepping,HS)

混合式步进电机的名称由其转子结构得来,其转子是PM型转子与VR型转子的复合体。混合式步进电机的转子上有一个永磁体。

伺服电机

伺服电机通常由电机本身、减速器和编码器组成。电机本身可以是直流电机或交流电机。减速器可以使电机的输出转矩和速度进行适当的降低。编码器可以实时反馈电机的角度位置,可以通过控制电机的输出来实现精准的控制和定位。伺服电机主要由 定子 转子 构成。定子上有两个绕组,励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或感应线圈,导磁材料,转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器,驱动器实时的接受到编码器的反馈信号,再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此可见,伺服电机的控制精确度很大程度决定于编码器的精度。

 

感应电机

感应电动机又称“异步电动机(asynchronousmotor)”,即转子置于旋转磁场中,在旋转磁场的作用下,获得一个转动力矩,因而转子转动。转子是可转动的导体,通常多呈鼠笼状。定子是电动机中不转动的部分,主要任务是产生一个旋转磁场。旋转磁场并不是用机械方法来实现。而是以交流电通于数对电磁铁中,使其磁极性质循环改变,故相当于一个旋转的磁场。感应电机中不使用永磁体。

 

串激电机

单相串励电动机俗称串励电机或通用(Universal Motor国外叫法),主要由定子转子及支架三部分组成的定子由凸极铁心和励磁绕组组成,转子由隐极铁心、电枢绕组、换向器及转轴等组成。励磁绕组与电枢绕组之间通过电刷和换向器形成串联回路,串激电机中不使用永久磁铁。

同步电机

顾名思义,同步电动机能够以恒定速度运行,而不管作用在其上的负载如何。转子由直流电源激励,直流激励在转子线圈周围产生的磁场如下所示。显然,由于这种磁场,转子就像永磁体一样起作用。同样转子也可以由永磁体制成。在永磁同步电机中,转子就是由永磁体构成。

异步电机

异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式(鼠笼式异步电机)、绕线式异步电动机。作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。异步电机是定子送入交流电,产生旋转磁场,而转子受感应而产生磁场,这样两磁场作用,使得转子跟着定子的旋转磁场而转动。 其中转子比定子旋转磁场慢,有个转差,不同步所以称为异步机。异步电机不使用永磁体。

 

罩极电机

罩极电机又叫罩极式电机(Shaded Pole Motor),是单相交流电动机中的一种,通常采用笼型斜槽铸铝转子。罩极电机分为凸极式罩极电动机和隐极式罩极电动机两种。一般用于空载或轻载启动的小容量场合,如电扇、电动模型等。因为是交流电机,罩极电机定子或转子中均无永磁体。

 

爪极电机

传统永磁爪极电机,两个定子铁芯轴向左右配合形成爪形磁极的永磁同步电机。而随着技术的发展,爪极电机还发展出电励磁爪极电机和混合励磁爪极电机。

直线电机

常见的直线电机有3种形式:U形,扁平的,管状的,也分别叫做空芯直线电机,铁芯直线电机,和轴式直线电机(柱状直线电机)。

  1. 扁平直线电机应用于单轴运动平台,磁铁组件固定,线圈组件带动上面的平板运动。

 

2.U型直线电机无铁芯U型直线电机应用于X,Y运动平台U型直线电机有两个相对的平行磁道,线圈包裹在环氧树脂中,充当动力器,线圈组件是无铁的,需要通过轴承支撑在磁道中,来回运动。

因为线圈组件无铁,所以它和和磁轨之间不会产生吸引力,也不会产生干扰力,这种线圈组件的质量很轻,可以实现很高的加速度。

 

3.轴式直线电机示意图:中间是包含环形磁铁组件的轴,线圈呈圆柱状,包围在这根轴外面,两者可以在轴向相对运动,有的轴式电机有导轨,有的没有。这种设计为气缸或丝杠等轴式驱动提供了替代方案。轴式直线电机应用于单轴运动平台,双电机驱动,电机轴两端固定,线圈组件运动,光栅尺及度数头布置在中央,导轨分布在光栅尺两侧。

 

盘式电机

普通电机的磁场方向是向半径方向发散的,而盘式电机的磁场方向是和转轴平行的。因此盘式电机也叫轴向磁场电机。磁场从轴向走,不但磁能密度大,而且交换能量的空间也大,因此电机的转矩密度比径向磁场大幅提高。盘式电机定子通常采用SMC复合软磁材料,而转子部分采用烧结钕铁硼强力磁铁。

 

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