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一文了解直流电机/交流电机/电子整流电机的差异

时间:2022-08-07 00:20 点击次数:
  本文摘要:据外媒报导,工程师一般来说不会在直流(DC)电机或交流(AC)电机中展开自由选择。最近,电子整流(EC)电机也重新加入了混战,该设备有助掌控能量输入,并提高能源效率。该设备技术先进设备,目前正在替代直流电机及交流电机,可实现效率调节。 电子整流电机与直流无刷电机皆可控于外置电子线路板,可提高掌控及效率。直流与交流电机的原理直流电机凭借碳刷及整流环来转变转动电枢(rotatingarmature)内电流及磁场电极的方向,内转子与固定式永磁的相互作用将造成电机旋转。

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据外媒报导,工程师一般来说不会在直流(DC)电机或交流(AC)电机中展开自由选择。最近,电子整流(EC)电机也重新加入了混战,该设备有助掌控能量输入,并提高能源效率。该设备技术先进设备,目前正在替代直流电机及交流电机,可实现效率调节。

电子整流电机与直流无刷电机皆可控于外置电子线路板,可提高掌控及效率。直流与交流电机的原理直流电机凭借碳刷及整流环来转变转动电枢(rotatingarmature)内电流及磁场电极的方向,内转子与固定式永磁的相互作用将造成电机旋转。据maxon电机透漏,直流电机受限于电刷系统,使用寿命为1000-1500小时,若在极端阻抗下,将严重不足100小时。

在工况条件较好的情况下,部分电机的运营寿命或将超过1.5万小时。此外,高速旋转则受限于整流,一般来说仅次于每分钟扭矩相似1万次(RPM)。直流电机的有效率(efficiencyrate)较高,但不存在一定的比损耗(specificlosses),造成过热(loseefficiency)的因素还包括:绕组的初始阻力(initialresistance)、电刷摩擦及涡流损耗(eddy-currentlosses)。交流感应器电机(ACinductionmotors)则使用了一系列绕组,并可控于交流输出电压,并由其产生定子磁场(statorfield),进而在产生转子磁场。

而同步电机(synchronousmotor)则是另一种交流电机,其运营时的电源频率(supplyfrequency)精度高。当电流通过滑环(slipring)或永磁体时,将产生磁场。

同步电机的运营速度比感应器电机慢,后者的速度受限于异步电机(asynchronousmotor)的滑环。交流电机则意味著该设备的运营数值将与性能曲线上某个特定点比较不应,该曲线与电机的峰值效率(peakefficiency)将保持一致。若并未按照该点对应的数值运营,那么电机的效率将大幅度下跌。

交流电机在转子上产生感应电流,进而产生磁场,该过程将造成额外的耗电。所以,交流电机的效率不如直流电机。事实上,直流电机的效率要比交流电机低30%以上,因为永磁体将产生次生磁场(secondarymagneticfield)。

上图对比了电子整流电机、三相感应器交流电机(three-phaseinductionACmotor)、单相交流感应器电机及车顶近于电动机(shadedpolemotor)的电机效率。电子整流电机的概述及优势电子整流电机是一种可控于外部电子器件的无刷直流电机,该电子器件有可能是电子线路板,也有可能是变频器(variable-frequencydrive)。

机械整流(mechanicalcommutation)的继续执行造就电子电路(electroniccircuitry),线路板可转变固定式绕组(fixedwinding)的振幅,保证电机旋转,可获取适度的电枢电流(armaturecurrent)。若在精准的时间段内向准确的方向传输电流,可实现较高的精度。由于电极的扭矩可控于外部电子器件,电子整流电机不不存在实时扭矩(synchronousspeed)有限的情况。

电子整流电机具备以下优势:由于该类电机无电刷,会产生火星或因电刷缘故造成电机使用寿命延长,且会浪费能量,因为其使用电子器件来掌控定子,其性能及可控性较好。相比于感应器电机,其运营温度较低。

电机尺寸就越小,就越能节省空间,当制造商使用外转子(externalrotor)时,甚至能节省更好的空间。若使用电子整流电机,动力分配也更加洗手。

无刷直流电机靠分开的直流电源驱动,交流电机的电源不会产生额外的成本,且设计更加简单。电子整流电机可必要与交流主电源连接,但其并不几乎依赖电压或频率,小幅的电压变动会影响电机输入。

若将电子整流电机与交流车顶近于电机或相同分互为电容器式交流电动机(ACpermanent-splitcapacitormotor)展开核对,则不会找到:车顶近于电机的效率范围(efficiencyrange)在15%-25%,相同分互为电容器式交流电动机(permanent-splitcapacitors,PCS)的范围在30%-50%,而电子整流电机的效率范围在60%-75%。电子整流电机可用作较低功率输入的应用于中,如:小型风机、伺服电机、动作控制技术系统(motion-controlsystems)。目前于是以尝试新方法,将该类电机应用于到传送带及冷凝机组(condenserunits)等大功率输出设备。

在掌控速度方面,电子整流电机享有多速掌控功能,速度控制器是其标配件。交流电机也获取多数掌控功能,并获取外置速度控制器选配件。外部控制器可调整交流电机的变压器一次电压(incomingvoltage),可更改正弦波,不会使电机的使用寿命不受影响,并造成噪音激增。对电子整流电机而言,整流电路的脉宽调制(pulse-widthmodulation)为4-20mA,电压为0-10V,将电机的扭矩掌控在10%-100%的范围内。

只需使用集成电路,就能已完成对电子整流电机的监控,设计师可获取对应的对系统信息。电子整流电机还可获取软启动(softstart),且噪声及电机温度较低。


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