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为什么电扇和角磨机一个用无刷电机一个用有刷电机呢?

2020-09-14

为什么电扇和角磨机一个用无刷电机一个用有刷电机呢?

    为什么电扇和角磨机一个用无刷一个用有刷呢?两种电器使用不同电机主要是用途上的区别,角磨机上使用的是有刷电机,是串励有刷电机,角磨机除了需要一定的功率之外,还需要比较高的转速;然而电风扇相对角磨机来讲,它属于轻载电器,并且也不需要很高的转速。电扇上使用电机,虽然是没有使用电刷的,但是严格意义上来讲,它与平时常见的无刷电机是存在差别的,它使用的是交流感应电机。电扇电机的工作原理风扇电机使用的大多为交流感应电机,这种电机是利用交流电本身的频率与波形,产生旋转磁场,由转子中产生涡流转动的。但是这种电机在初始工作时,需要有一个相位差形成一定角度的磁场,所以它需要一个辅助绕组作为启动绕组,启动绕组与运行绕组之间通过电容的移相作用形成之后的电压,完成转动的初始启动条件。

    对于风扇使用的单相电机来讲,实际上电容及启动绕组完成上电之后的启动之后就完成任务了,此时即使断开此绕组电机也是能够正常运转的。风扇电机的调速一般是通过改变运行绕组电压的方式实现的,为了更方便调速,一般会把运行绕组设计成多抽头,通过连接不同的抽头实现不同速度的控制。虽然改变电压调速会对电机的功率产生影响,但是对于风扇这种小功率负载的场合是完全没有问题的。角磨机电机工作原理角磨机上使用的电机是有刷电机,这种电机是串励电机。转子和定子都是使用电磁线圈提供磁场的,只输出两根供电线,定子绕组与转子绕组是串联而成的。

    由于电机定子绕组本身是有一定连接和缠绕方式的,所以通电之后电机就会在电刷与换向器的作用下自动改变磁场,它的工作过程与永磁有刷电机是相似的,只不过永磁的有刷电机只能使用直流电工作,而角磨机的串励电机虽然是工作在交流电压的,但是实际上是交直流电都可以工作的。除了角磨机以外,很多电动工具上使用的都是串励电机,在角磨机上使用时一般是不需要调速的,在其他电动工具上使用时,比如电钻上就需要调速了,这种电机的调速也是可以通过调压进行的,一般是使用可控硅调压电路实现调速的。为什么风扇使用感应电机而角磨机使用串励电机两种电器使用不同的电机主要是工作要求不同。

    风扇一般不需要太大的转速以及较大的功率,因为它的负载只有扇叶;而角磨机是靠高速运转进行切割或打磨工件的,并且由于负载关系的问题,它需要一定的输出功率,一般角磨机的功率小的几百瓦大的要超过一千瓦,而风扇电机的功率一般只需要几十瓦。所以,这两种电机由于工作场合的不同,所需要的参数也是有区别的,感应电机的转速是由交流电的频率决定的,它的转速是做不了太高的,较高的转速也只能到3000转左右,但是角磨机包括很多电动工具都是需要高转速的,高转速往往会达到10000转以上。有刷电机与无刷电机的区别如果提到无刷电机,常规意义上的实际上也算是交流电机,它是通过控制器将输入的直流电压转换成脉动直流电或者一定波形的交流电之后驱动电机的,这种电机的转速可以比普通的交流感应电机高很多。

    无刷电机与有刷电机结构上的区别就是电刷和换向器,有刷电机需要通过电刷传递电能,并且可以通过换向器自动控制需要通电的绕组,无刷电机的绕组是直接对外引出的,不需要电刷的结构。由于无刷电机没有了换向器的存在,它的线圈控制就无法实现自动转换了,就需要通过传感器检测当前转子的位置,反馈给控制器之后,确定需要给哪一组线圈通电。转子位置的检测一般有两种方式,一种是通过霍尔元件,一种是通过绕组本身。霍尔元件是一种磁敏元件,当磁场靠近时会改变输出电平的关系,这也是无刷电机中比较常用的检测方式;利用线圈本身检测是通过反电势检测的,这种电机不需要霍尔元件,但是控制器的控制逻辑相对要复杂一些。

    无刷电机相对于有刷电机由于没有使用电刷,所以它的维护相对会少一些。因为有刷电机在工作时由于电刷与换向器之间的摩擦,就会有碳粉沉积的换向器上,并且电刷本身也属于损耗元件,电刷与换向器之间摩擦所产生的电火花也会对一些控制电路产生干扰,并且在一些易燃易爆的场合使用也是非常危险的。无刷电机在结构上的不同解决了有刷电机的弊端,但是其制造成本会有所提高。


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