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微型直流電機工作原理詳解

文章出處：新聞中心 責任編輯：廣東天孚電機科技有限公司 發(fā)表時(shí)間：2019-11-21
　　

微型電機是通過(guò)將電能轉化為機械能，通過(guò)運轉提供動(dòng)力源。不少產(chǎn)品需求較大的啟動(dòng)扭矩，微型直流電機有高扭矩特性，能應用在扭矩大的產(chǎn)品，并且電機的轉速可以調整、適應負載，所以微型直流電機一直應用非常廣泛。

微型直流電機原理圖

影響微型直流電機性能的主要因素


主要有兩點(diǎn)，一是輸入電壓，另外一個(gè)是溫度；簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，電壓調節不要超出額定工作電壓范圍；如微型電機的溫度過(guò)高會(huì )燒毀電機，除環(huán)境因素外，電壓過(guò)高也會(huì )導致電機溫度過(guò)高。



微型直流電機性能曲線(xiàn)


1、空載轉速（No）:微型電機在額定電壓下無(wú)負載運行時(shí)的測得的轉速，單位為RPM（轉每分鐘）；


2、空載電流（Io）：微型電機在額定電壓下無(wú)負載運行時(shí)，在電機兩端子間測得的輸入 電流，單位A（安倍）；


3、堵轉電流（Is）：微型電機在額定電壓下運行，因負載導致電機停轉時(shí)瞬間測得的電流，單位A（安倍）；


4、堵轉扭矩（Ts）：微型電機在額定電壓下運行，因負載導致電機停轉時(shí)瞬間測得的最大轉矩，單位gf.cm（克.厘米）；


微型直流電機的性能曲線(xiàn)以輸出轉矩為橫坐標，以轉速、電流、效率及轉出功率為縱坐標，相應的曲線(xiàn)：轉速曲線(xiàn)N、電流曲線(xiàn)I、效率曲線(xiàn)N、輸出功率曲線(xiàn)P，如下圖所示：

微型直流電機性能曲線(xiàn)


微型直流電機產(chǎn)生的扭矩與轉速是相互影響的，這是直流電機的基本特性，轉速與扭矩呈線(xiàn)性關(guān)系。這常用作計算空載轉速和起動(dòng)扭矩。


轉速與扭矩關(guān)系

轉速與功率


微型直流電機另外一個(gè)重要特性是扭矩與電流的關(guān)系，電流和電機扭矩呈線(xiàn)性關(guān)系，用來(lái)計算空載電流和轉子靜止時(shí)的電流（起動(dòng)電流）如圖。


微型直流電機扭矩與電流


微型直流電機效率

效率=機械輸出功率÷電機輸入功率，輸出功率和輸入功率隨著(zhù)轉速的變化而變化，給定的轉速大于空載速度的50%時(shí)可獲得最大效率。


微型減速電機


減速傳動(dòng)效率：微型電機配置減速箱以后輸出轉矩的效率大小受軸承、齒輪的摩擦力以及潤滑條件的影響。經(jīng)過(guò)一級傳動(dòng)的齒輪減速箱效率為90%，二級傳動(dòng)的效率是81%，減速比越大，其傳動(dòng)級數越多，其傳動(dòng)效率就越低。
減速電機明顯提升負載能力，一般齒輪減速器的減速比1：200，行星齒輪減速箱的減速比可達到1：4500。




附錄：


（表一）微型直流減速電機類(lèi)型性能對比：


性能

機械換向(有刷)

電子換向

交流電交變特征換向

類(lèi)型

永磁直流電機

串激電機

無(wú)刷電機

步進(jìn)電機

同步電機

感應電機

機械結構

復雜

復雜

簡(jiǎn)單

簡(jiǎn)單

簡(jiǎn)單

簡(jiǎn)單

壽命

短

短

長(cháng)

長(cháng)

長(cháng)

長(cháng)

噪音

大

大

小

小

較大

較大

震動(dòng)

小

大

小

小

較大

較大

起動(dòng)力矩

大

大

大

大

小

小

效率

40-70%

40-60%

70-90%

30-40%

40-60%

30-50%

轉速

中

高

高

中

不可調速

小

調速范圍

大

大

大

大

不可調速

小

調速方式

變壓

變壓

變壓變頻

變頻

變頻

變壓充頻

成本

低

低

中

高

高

中


（表二）力矩單位制：


gf.cm

Kgf.cm

N.cm

N.m

oz.in

Lb.in

Lb.ft

gf.cm

1

10^-3

9.8x10^-3

9.8x10^-5

0.01389

8.68x10^-4

7.233x10^-5

Kgf.cm

10^3

1

9.8

9.8x10^-2

13.89

0.868

0.07233

N.cm

102

0.102

1

0.01

1.416

0.0885

7.376x10^-3

N.m

1.02x10^4

10.2

100

1

141.6

8.85

0.7276

oz.in

72.1

0.0721

0.706

7.06x10^-3

1

0.0625

5.21x10^-3

Lb.in

1152

1.152

11.3

0.113

16

1

0.0833

Lb.ft

1.383x10^4

13.83

135.6

1.356

192

12

1

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