直流有刷电机的基本结构包括定子,转子,电刷和换向器。
定子和转子磁场相互作用以驱动电动机旋转。
根据在电动机的定子或壳体中产生磁场的方式来划分有刷直流电动机的类型。
根据有刷直流电动机的类型,定子磁场可以通过定子中的永磁体或绕组产生。
在后一种情况下,定子绕组和转子绕组可以并联,串联或以混合方式连接。
这三个有刷直流电动机分别称为并联励磁电动机,串联励磁电动机和复合励磁电动机。
定子产生静止磁场。
该静磁场围绕电枢(或转子)。
外部电源激励电枢磁场。
在直流有刷电机的电机轴上还有两个弧形铜片,称为换向器片。
当电机旋转时,碳刷在换向器上滑动。
这产生旋转磁场,其被定子的固定磁场吸引。
电枢和定子绕组中的电流由电池或其他DC电源供电(永磁DC刷电机电机没有定子绕组)。
电池(或直流电源)提供恒定的直流电压。
电压幅度决定了电机的速度,因此电池或直流电源是线性激励源。
改变直流有刷电机速度的最有效方法是使用脉冲宽度调制(PWM)。
PWM技术以固定频率切换恒压源。
改变PWM信号的脉冲宽度可调节电动机的速度。
脉冲高电平和低电平之间的比率称为PWM信号的占空比。
DC电池电平的大小等于PWM信号的平均幅度。
有刷直流电机具有良好的启动和调速性能,通常用于启动和调速要求较高的应用,如大型可逆式轧机,矿用绞车,酒店高速电梯,刨床,电力机车,内燃机车,城市电车,地铁列车,电动自行车,造纸和印刷机械,船用机械,大型精密机床和大型起重机。